Free Student HQ / FSHQ / "Штаб-Квартира свободного Студента"

Кристаллические и аморфные твердые тела. Внутреннее строение кристаллов

Кристаллические тела имеют определенную температуру плавления, неизменную при постоянном давлении; вязкость аморфных веществ при нагревании уменьшается, они переходят в жидкое состояние, размягчаясь постепенно.

Кристаллы характеризуются наличием значительных сил межмолекулярного взаимодействия и сохраняют постоянным не только свой объем, но и форму.Правильная геометрическая форма является существенным внешним признаком любого кристалла в естественных условиях. Рассматривая отдельные кристаллы, можно убедиться, что они ограничены плоскими, будто шлифованными гранями в виде правильных многоугольников.

Кристаллы определенного вещества могут иметь различную форму, поскольку она зависит от условий их образования.

Монокристаллы и поликристаллы. Иногда весь кусок твердого вещества может представлять собой один кристалл. Такие, например, кусочки сахара, соли, горного хрусталя и т.д.. Это все отдельные кристаллы, их называют монокристаллами. В других случаях тела состоят из множества кристаллов, которые срослись между собой. Кристаллическое строение имеют все металлы в твердом состоянии. Тело, которое состоит из множества неупорядоченно размещенных мелких кристаллов называют поликристаллическим, или поликристаллов...............................

   | Читать дальше |

Ядерный магнитный резонанс

Атомы, как известно, состоят из ядра и электронов, вращающихся вокруг него. Ядро несет положительный заряд, кратный заряду протона, и имеет собственный магнитный момент. Следовательно, ядро напоминает маленький магнит с определенным магнитным моментом.

Ядерным магнитным резонансом называют выборочное поглощение электромагнитных волн определенной частоты веществом в постоянном магнитном поле, обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер.

Между магнитным моментом и спином ядра имеется такая зависимость:

ps = ysg,

где ps - магнитный момент; В - гиромагнитного отношения; s - спин ядра.

Ядра с четным количеством нуклонов не имеют спина, магнитный момент их равна 0.

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) может происходить на ядрах, имеющих спин 1 / 2 ('#, 13С> l5N> 31Р> l9F и др.). Во внешнем магнитном поле они могут находиться в двух энергетических состояниях, ориентируясь в направлении поля (ms = +1 / 2) или против него (mf =- l / 2).

В постоянном магнитном поле ядра вращаются вокруг силовых линий поля. Это вращение называют прецессией. Оно характеризуется определенной частотой для различных типов ядер и зависит от напряженности магнитного поля.

Расстояние между энергетическими уровнями зависит от магнитного момента ядра, индукции магнитного поля и определяется так:

Во время действия высокочастотного импульса, если его частота совпадает с частотой прецессии ядер, эти ядра переходят в возбужденное состояние. Это и есть явление ЯМР. Однако такие переходы ядер в возбужденное состояние с поглощением энергии происходят до определенного момента, до насыщения. Если прекратить подачу высокочастотного сигнала, то ядра атомов................................

   | Читать дальше |

Свойства электромагнитных волн - на примере практических опытов

Свойства электромагнитных волн - на примере практических опытов

Для лучшего понимания различных применений электромагнитных волн необходимо хотя бы кратко ознакомиться с некоторыми их свойствами. Современное школьное оборудование дает возможность сравнительно легко изучить на опытах основные свойства электромагнитных волн.

Для этого есть специальный комплекс аппарата, состоящий из генератора сверхвысокой частоты (СВЧ), приемника волн и ряда вспомогательных приспособлений. Не рассматривая строение генератора, ознакомимся с некоторыми свойствами электромагнитных волн.

Для осуществления направленного излучения и приема электромагнитных волн используются специальные рупорные антенны прямоугольного сечения. Установим на столе на одинаковой высоте генератор и приемник антеннами друг к другу и получим отличную слашимость звука в громкоговорителе.

Поместим между антеннами пластину из диэлектрика и заметим, что громкость несколько уменьшилось. Если заменить диэлектрик металлической пластиной, то прием волн вообще прекратиться.

Это свидетельствует о том, что волны отражаются проводником. Угол отражения электромагнитных волн, как и волн любой другой природы, равен углу падения. В этом легко убедиться, разместив антенны под одинаковыми углами к металлической пластине F. Звук исчезает, если убрать пластину или вернуть ее на некоторый другой угол.......................................

   | Читать дальше |

Автоматизированные системы управления электроснабжением

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

Комплекс технических средств АСУ позволяет обеспечить выполнение измерений контролируемых величин, контроль состояния элементов сети, выполнение оценочных и оптимизационных расчетов. Информация с датчиков объекта управления через устройства телемеханики (УТМ) поступает на группу ЭВМ. Часть информации принимается по телефонам, вводится вручную с дисплея оператора. После обработки она выдается на дисплей операторов центрального диспетчерского пункта (ЦДП) и на его главный пульт управления (ГПУ). Другая часть информации собирается вручную или выходит из первичных документов, поступает в ЭВМ через устройства подготовки данных. В этих устройствах осуществляется перенос информации из первичного документа на носителе.

Выдаваемая ЭВМ информация принимается (проверяется и визируется), сортируется по назначению и после размножения передается для использования персонала энергосистем (вторичные документы). Одновременно с помощью ЭВМ организуется архив на машинных носителях. Использование АСУ для определения фактических норм елекроспоживання.

Анализ выполнения установленных норм целесообразно проводить ежемесячно.

Это связано с периодичностью планирования и учета, а также для нормирования электропотребления. Комплект технических средств автоматического контроля предназначен для построения (технических средств) автоматизированного контроля с помощью моделей, соединенных информационной сетью........................................

   | Читать дальше |

Техническое обслуживание электродвигателей переменного тока

Техническое обслуживание электродвигателей переменного тока

Согласно системе планово-предупредительного ремонта и технического обслуживания электрооборудования техническая эксплуатация электродвигателей предусматривает:

а) производственное техническое обслуживание;
б) межремонтное техническое обслуживание;
в) текущий ремонт, который выполняет по графикам ремонтный персонал, чтобы обеспечить бесперебойную работу двигателей и предупредить их преждевременное срабатывание.

Кроме этого, в процессе эксплуатации электродвигателей необходимо: измерять сопротивление изоляции, контролировать их нагрузки, изменять масло, следить за правильным выбором и работой защитных аппаратов, соблюдать правила пуска и остановки и своевременно устранять неисправности. Контроль за состоянием изоляции является очень важным при эксплуатации электрооборудования.

Сопротивление изоляции электродвигателей измеряют перед пуском после длительной остановки (более 30 суток) и при проведении текущего ремонта. В электродвигателях напряжением до 1000 В сопротивление изоляции измеряют мегомметром на напряжение 500 ... 1000 В.

   | Читать дальше |

Воздействие электрического тока на живые организмы

Воздействие электрического тока на живые организмы

Под воздействием электрического тока в живых организмах происходит движение заряженных частиц, поляризация тканей и их нагрев (тепловой эффект). Постоянный ток и переменный ток могут представлять опасность для организма. Поражающее действие обусловлено током, а не напряжением. Безопасной считается сила тока ниже 0,01 А (хотя даже слабые токи сказываются на функционировании нервной системы) ток выше 0,1 А опасен для жизни. Степень опасности, обусловленная током, зависит от пути распространения тока по организму, например, от того, проходит ли он через сердце или нет.

Наиболее уязвимы к воздействию тока являются мышцы. Как известно, электрический ток, проходя через мышцу, вызывает ее сокращение. При этом реакция мышцы зависит как от силы, с которой подается ток, так и от продолжительности его воздействия.

Сила тока ниже определенной пороговой величины не вызывает сокращение, так же, как и очень кратковременный импульс. Чтобы мышца после сокращения полностью расслабился, нужно, чтобы прошло какое-то время. Поэтому, если импульсы следуют один за другим, причем интервал между ними меньше времени, необходимого для сокращения, то мышца не успевает расслабиться и ее сокращение длится столько же времени, сколько подаются возбуждающие импульсы. Такое положение мышца называется тетанус. Импульсы постоянного тока оказывают примерно такое же действие на организм, как и переменный ток. Тетаническое сокращение мышц объясняет тот факт, что человек, взявшись за оголенный провод, не может его самостоятельно отпустить.

Электрический ток небольшой силы (0,01-0,025 А) может привести к расстройству дыхания (в случае сокращения дыхательных мышц), сердцебиение и т.д.; ток высшей силы (от 0,1 А) - к оборотной или необратимой остановки сердца. Действие электрического тока может также вызвать денатурацию белка, ожоги, как результат теплового эффекта.

Любая биологическая система гетерогенна, ее сопротивление электрическому току определяется изменениями в достаточно широких пределах сопротивления ее составных частей.

Сопротивление организма, прежде всего, определяется сопротивлением кожи, а эта величина, в свою очередь, зависит от ее состояния: толщины, влажности. Внутри тела ток в основном распространяется по кровеносным и лимфатическим сосудам, мышцах, и по оболочкам нервных волокон. Сопротивление тканей зависит от состояния организма..............................

   | Читать дальше |

Уравнение движения маятникового акселерометра

Кинетическая схема маятникового акселерометра показана на рис.1

Рис.1 Кинематическая схема маятникового акселерометра: 1 - датчик угла, 2 - опора 3 - подвижный узел, 4 - датчик моментов

Навигационный акселерометр предназначен для измерений линейных ускорений центра масс. Чувствительный элемент акселерометра является инерционной массой m. Принцип действия акселерометра заключается в измерении перемещений инерционной массы, которая подвешена на упругой пружине, относительно корпуса прибора, т.е. на измерении инерционной силы, действующей на массу.

Акселерометр правильнее следует называть ньютонометром, датчиком удельной силы, т.е. силы действия удельного подвеса на единицу чувствительной массы. Навигационные акселерометры измеряют только мнимое, а не действительное ускорение того места самолета, где он находится, то есть они измеряют разницу между ускорением точки установки акселерометра относительно неподвижной системы координат и ускорением силы тяжести.

Уравнение движения массы акселерометра показывает, что по линейному или угловому перемещению вдоль оси чувствительности инерционной массы можно судить о мнимом ускорении точки установки акселерометра на ЛА.

Маятниковый акселерометр является измерителем ускорений с угловым перемещением ЧЕ в системе координат, жестко связанной с корпусом прибора. Чувствительным элементом является плоский маятник, образован массой т. Центр масс маятника удален от оси вращения на расстоянии l. Два датчика углов и моментов установлены на оси ξ..................................................

   | Читать дальше |

Элементарные частицы и фундаментальные взаимодействия

В настоящее время известно более 400 различных элементарных частиц, их количество значительно превосходит количество элементов в Периодической системе элементов Менделеева. Заметим, что понятие элементарности претерпевало в физике изменения. Когда-то неделимым, элементарным считался атом. Однако в дальнейшем выяснилось, что каждый атом состоит из ядра и электронов, движущихся около ядра. При этом все электроны, или электроны всех атомов, одинаковы и неразличимы, ядра же различных элементов различны. Затем установили, что все ядра состоят из двух сортов частиц — протонов и нейтронов. Все протоны Одинаковы и тождественны так же, как одинаковы и тождественны все нейтроны. Долгое время считалось, что протоны и нейтроны являются элементарными частицами такого же типа, как электрон. Этот вывод исходил из того, что никогда не наблюдалась половина протона или одна треть нейтрона. Но в дальнейшем обнаружилось, что и протон и нейтрон в отличие от электрона обладают внутренней пространственной структурой. Если бы можно было выделить внутренние структурные элементы протона и нейтрона, то мы бы сказали, что протон и нейтрон не являются элементарными частицами. Однако ситуация оказалась более сложной. Внутренние элементы выделить не удается. Но для того, чтобы все свойства протонов и нейтронов, связанные с их внутренней структурой, можно было описать, вынуждены были считать, что и протоны и нейтроны состоят из некоторых субчастиц, которые носят название кварков. Пока речь идет о протонах и нейтронах, в теории достаточно иметь два типа кварков u и d. При этом заряд кварка равен 2/3 e, а заряд d кварка - -1/3 e , где е — заряд протона.

Полагаем, что протон состоит из двух u кварков и одного d кварка, а нейтрон – из одного u кварка и двух d кварков...........................................................

   | Читать дальше |

Термоэлектронный и фотоэлектрический эффекты

Источники электронов. Термоэлектронная эмиссия

Многие важнейшие эксперименты, ведущие к новым теориям и открытиям в атомной и ядерной физике, связаны с необходимостью получения в большом количестве электронов в условиях, когда можно было бы легко регулировать их число и энергию. Один из источников, удовлетворяющих этим требованиям, это — электрический разряд в газах. Другим, более ценным источником, является испускание электронов нагретыми телами. Это явление носит название термоэлектронной эмиссии.

Термоэлектронная эмиссия была открыта в 1883г. Томасом А. Эдисоном, когда он пытался улучшить эффективность изобретенной им за несколько лет до этого лампы накаливания. В ходе экспериментов Эдисон поместил металлическую пластину в колбу, в которой находилась нить накала, и затем откачал из колбы воздух до получения вакуума. Он наблюдал, что когда внешний вывод от пластины присоединялся к положительному концу нити накаливания, то, если нить была нагрета, электрические заряды текли с нити на внутреннюю часть пластины. Однако, если пластина соединялась с отрицательным концом нити накаливания, движения зарядов не происходило.

   | Читать дальше |

Радиоактивный распад

При изучении радиоактивности сразу возникает вопрос о том, каково время жизни атома. Термин время жизни весьма удачен в данном случае, поскольку при расщеплении атома с испусканием частицы первоначальный атом перестает существовать и возникает новый атом.

Исходный атом можно назвать материнским, а его преемника — дочерним атомом. Невозможно точно предсказать, когда произойдет распад исходного атома и появится новый атом; это может случиться в следующую секунду, а может не произойти еще миллиард лет.

Однако можно ввести представление о среднем времени жизни атома, исходя из статистических соображений и следуя тем же принципам, с помощью которых предсказывается средняя продолжительность жизни отдельного человека. При любой большой совокупности идентичных атомов их количество, распадающееся за некоторый определенный промежуток времени, зависит непосредственно от общего числа атомов в данной группе. Чем больше это число, тем большее количество атомов распадается в течение короткого промежутка времени. Скорость распада можно измерить, сосчитав число альфа- или бета-частиц, испускаемых за определенный отрезок времени. Отсюда можно найти среднее время жизни атома, умножив число распадающихся атомов на промежуток времени, в течение которого они существовали, затем сложив эти произведения для всех атомов, участвующих в распаде, и, наконец, разделив эту сумму на полное число атомов........................................................

   | Читать дальше |

Расщепление ядер

Наблюдение следов отдельных ядер

Ядра слишком малы, чтобы их можно было увидеть даже в самый сильный микроскоп. Тем не менее, отдельные ядерные события можно сделать наблюдаемыми. Например, проходя сквозь вещество, заряженные частицы ионизируют часть атомов и молекул вещества, и возникшие ионы во многих случаях могут произвести наблюдаемые эффекты.

Вспомогательным средством при регистрации таких процессов служит фотопластинка, которая применяется в ядерных исследованиях со времени открытия Беккерелем радиоактивности. Фотопластинки покрыты эмульсией, содержащей бромистое серебро. Когда сквозь эмульсию проходит заряженная частица, бромистое серебро в результате ее воздействия распадается на серебро и бром. При последующем проявлении пластинки бром удаляется и остается только серебро. Длина следов (треков) частицы в эмульсии мала. Поэтому, чтобы увидеть треки, необходимо просматривать пластинки под микроскопом.

Фотопластинки, используемые в ядерной физике, имеют толстую эмульсию, приблизительно от 0,02 до 2,0 мм толщиной. В этих эмульсиях содержатся значительно большие концентрации бромистого серебра, чем в обычных эмульсиях. Кроме того, можно регулировать их чувствительность к различным типам заряженных частиц.

   | Читать дальше |

Векторная модель, ядерный спин и молекулы

Опыты Франка и Герца

Лучшее доказательство существования у атомов отдельных (дискретных) энергетических уровней можно найти в проведенных в 1914 г. опытах Франка и Герца. В течение последующих двух десятилетий другие физики улучшили первоначально предложенную методику и распространили наблюдения на множество

различных элементов. Франк и Герц бомбардировали пары натрия электронами, вылетающими с нагретой вольфрамовой нити накала. При этом происходило следующее.

Электроны от горячей нити накала F (рис. 1) ускорялись в направлении сетки G при помощи положительного потенциала, полученного от батареи В. Между сеткой и анодом Р было приложено слабое электрическое поле противоположного направления. Давление паров натрия в баллоне поддерживалось во время эксперимента таким, чтобы средний свободный пробег частиц составлял около половины расстояния между нитью накала F и сеткой G.

Если электрон, начав свое движение от нити накала, достигает сетки без каких-либо столкновений, он, по-видимому, попадает на анод Р и регистрируется миллиамперметром А как часть общего тока.................................

   | Читать дальше |

Волны и частицы

Двойственный характер излучения

В течение трех столетий основным спорным вопросом являлась сущность природы света. Исаак Ньютон предложил гипотезу о том, что свет состоит из потока частиц, движущихся в среде с высокой скоростью. Ньютон наделил эти частицы свойствами, необходимыми для объяснения известных в то время явлений. Христиан Гюйгенс, современник Ньютона, отстаивал точку зрения о том, что свет распространяется подобно волне в упругой среде. К началу девятнадцатого столетия в течение почти 150 лет предпочтение оказывалось гипотезе Ньютона. Затем, в связи с многочисленными опытами по интерференции и дифракции света, произошел сдвиг в пользу волновой теории Гюйгенса.

Гипотеза Гюйгенса состояла в том, что световые волны являются поперечными волнами в упругой среде. После появления электромагнитной теории света, развитой Клерком Максвеллом в 1865 г. и подтвержденной экспериментально Генрихом Герцем спустя двадцать два года, физики приняли точку зрения о том, что свет распространяется в виде электромагнитных волн. Электромагнитные волны или электромагнитное излучение — эти термины стали употреблять для классификации как видимого, так и невидимого излучения, различая более длинные волны или инфракрасные и радиоволны, и более короткие волны, т. е. ультрафиолетовый свет, рентгеновы лучи и испускаемые радиоактивными веществами гамма-лучи....................................................

   | Читать дальше |

Пластичные смазки

Свойства пластичных смазок обычно оценивают при помощи четырех видов показателей. Поведение смазок в объеме характеризуют показателями объемно-механических свойств, в приповерхностном слое — показателями граничных свойств, а изменения в свойствах смазок, протекающие во времени под воздействием внешних факторов, — показателями стабильности. Техническая документация, регламентирующая качество смазок, включает также показатели, с помощью которых контролируют соответствие смазок установленной рецептуре и отсутствие в их составе нежелательных продуктов.

Значимость тех или иных показателей свойств смазок при эксплуатации зависит как от состава и свойств смазок, так и от условий применения.

Объемно-механические свойства

Подавляющее большинство пластичных смазок, в том числе и антифрикционные, используемые в узлах трения автомобилей, в процессе эксплуатации подвергаются воздействию статических и динамических нагрузок, различных по направлению, величине и продолжительности. Такое воздействие, вызывая изменение механических свойств смазок в объеме, оказывает существенное влияние на условия их подвода в зону трения и работу узла в целом.............................................

   | Читать дальше |

  • Категории раздела:
  •      Другое
  • Смотрите также:
  •  


    Сайт создан в 2012 г. © Все права на материалы сайта принадлежат его автору! 
    Копирование любых материалов сайта возможно только с разрешения автора и при указании ссылки на первоисточник
    Яндекс.Метрика