16.Обратимые и необратимые процессы.Примеры.

Обратимые и необратимые процессы, пути изменения состояния термодинамической системы.

-Процесс называют обратимым, если он допускает возвращение рассматриваемой системы из конечного состояния в исходное через ту же последовательность промежуточных состояний, что и в прямом процессе, но проходимую в обратном порядке. При этом в исходное состояние возвращается не только система, но и среда. Обратимый процесс возможен, если и в системе, и в окружающей среде он протекает равновесно. При этом предполагается, что равновесие существует между отдельными частями рассматриваемой системы и на границе с окружающей средой. Обратимый процесс - идеализированный случай, достижимый лишь при бесконечно медленном изменении термодинамических параметров. Скорость установления равновесия должна быть больше, чем скорость рассматриваемого процесса. Если невозможно найти способ вернуть и систему, и тела в окружающей среде в исходное состояние, процесс изменения состояния системы называют необратимым.

-Необратимые процессы могут протекать самопроизвольно только в одном направлении; таковы диффузия, теплопроводность, вязкое течение и другое.

На практике нередко встречаются системы, находящиеся в частичном равновесии, т.е. в равновесии по отношению к определенного рода процессам, тогда как в целом система неравновесна. Например, образец закаленной стали обладает пространственной неоднородностью и является системой, неравновесной по отношению к диффузионным процессам, однако в этом образце могут происходить равновесные циклы механической деформации, поскольку времена релаксации диффузии и деформации в твердых телах отличаются на десятки порядков. Следовательно, процессы с относительно большим временем релаксации являются кинетически заторможенными и могут не приниматься во внимание при термодинамич. анализе более быстрых процессов.

17.Запишите и поясните формулу Бальмера.

Установил (1885), что длины волн видимой части спектра атома водорода связаны между собой простой зависимостью (формула Бальмера), позволяющей определить длины волн всех линий спектральной серии водорода (серия Бальмера).Серия Бальмера — спектральная серия в спектре атома водорода. Данная серия образуется при переходах электронов с возбужденных энергетических уровней на второй в спектре излучения и со второго уровня на все вышележащие уровни при поглощении. Переход с третьего энергетического уровня на второй обозначается греческой буквой α, с 4-го на 2-й — β и т. д. Для обозначения самой серии используется латинская буква H. Таким образом, полное обозначение спектральной линии, возникающей при переходе электрона с третьего уровня на второй — Hα (произносится Бальмер альфа).

(см. вопрос 17 формула на листочке)

18.Волны де-Бройля.

Волны де Бройля рассмотрены как присоединенные волны, отражающие полевую структуру движущихся частиц, где частицы представляют возбужденные состояния поля.

Волны де Бройля - это волны кинетической энергии. Т.е. кинетическая энергия существует в виде волн де Бройля и поэтому они всегда связаны с любой движущейся частицей.

В 1923 году де бройль обобщил идею Эйнштейна о дуализме "волна -частица" со света на материю.Частица (возбужденное состояние поля) и присоединенная волна де Бройля движутся как единое целое.

Де Бройль выдвинул гипотезу о том, что соотношение ,связывающее импульс фотона с волновым числом и длиной волны,справедливо и для частиц вещества.(см.18 вопрос формула (1)на листочке)

По его предположению любой частице,имеющей импульс Р, может соответсвовать волна,длина которой определяется соотношением (см.вопрос 18 формула (2) на листочке)

Соотношение де Бройля недолго оставалось гипотезой.Он предсказывал, что волны вещества можно будет обнаружить при изучении дифракции пучка частиц на кристалической структуре естественных кристалов.Вскоре в опытах по дифракции электронов на кристалической решетке были доказаны волновые свойства электронов.

Теория вероятностей и статистика помогли осознать физический смысл волн де бройля :произведение квадрата модуля амплитуды волн де Бройля на элемент объема равно вероятности обнаружения частицы в этом элементе (см. 18 вопрос формула (3)на листочке)