Сергей Павлович Королев

Дата рождения 12 января 1907 — советский учёный, конструктор и организатор производства ракетно-космической техники и ракетного оружия СССР, основоположник практической космонавтики. Крупнейшая фигура XX века в области космического ракетостроения и кораблестроения. Создатель советской ракетно-космической техники, обеспечившей стратегический паритет и сделавшей СССР передовой ракетно-космической державой, ключевая фигура в освоении человеком космоса, создатель практической космонавтики. Осуществил запуск первого искусственного спутника Земли и первого космонавта Юрия Гагарина.

вопрос 91. Материалы для твердотельных лазеров. Требования к матрице и активатору. Принцип генерации когерентного излучения.

Твердотельные лазеры -- это лазеры, активный элемент которых выполнен из диэлектрика, находящегося при нормальных условиях в твердом состоянии. Полупроводниковые лазеры обычно выносят в отдельную группу - это лазеры с полупроводниковым активным элементом. Материалы, предназначенные для изготовления активных элементов твердотельного лазера с оптической накачкой, называемые активными диэлектриками, должны обладать определенной системой энергетических уровней, удовлетворяющей тем требованиям, которые вытекают из трех- или четырехуровневой схемы работы лазера. Нетрудно заключить, что эти материалы должны обладать: а) интенсивной флуоресценцией с квантовым выходом на рабочем переходе, близким единице; б) широкими полосами активного поглощения в области излучения источника накачки и в) отсутствием потерь на частоте рабочего перехода. Активный элемент, находясь внутри резонатора и работая в условиях интенсивной световой накачки, должен сохранять высокие оптические качества. Это предъявляет к механическим, оптическим, теплофизическим, химическим и т. п. свойствам активных материалов твердотельного лазера весьма жесткие требования.

Основными элементами лазеров на твердых диэлектриках являются активная среда (рабочее тело), оптический резонатор и система оптической накачки. Активной средой служит кристаллическая, или стеклообразная, матрица, в которой равномерно распределены активные ионы (активаторы люминесценции). Все процессы поглощения и излучения света связаны с переходами электронов между уровнями активного иона; при этом матрица играет пассивную роль. Тип активного иона, в основном, определяет спектр излучения лазера.

Основные требования к активатору сводятся к следующему:

1. Ионы активатора должны иметь широкие полосы поглощения и узкие сильные линии люминесценции. Чем шире полоса оптического поглощения, тем большая часть излучения накачки используется для возбуждения активных ионов. Однако, чем меньше ширина линий люминесценции, тем выше характеристики лазерного излучения и тем меньше мощность, требуемая для накачки. Желательно также, чтобы частота возбуждающего (т.е. поглощающего) излучения не очень сильно превышала частоту лазерного излучения. В противном случае значительная часть поглощаемой энергии будет расходоваться на нагрев кристаллической решетки.

2. Активатор должен создавать возбужденные метастабильные уровни (т.е. уровни с большим временем жизни), на которых можно накопить значительное количество электронов, при этом время жизни электронов на метастабильных уровнях должно определяться, в основном, излучательными оптическими переходами.

3. Ионы активатора должны вводиться в матрицу без нарушения ее оптической однородности, механической прочности и термостойкости.

Определение: когерентность - фиксированное фазовое соотношение между значениями величины электрического поля в разных точках пространства или в разное время.

Когерентность является одним из важнейших понятий в области оптики и имеет самое прямое отношение к способности света проявлять интерференционные эффекты. Световое поле называется когерентным, когда есть фиксированная связь фаз между значениями электрических полей в разных местах или в разное время. Частичная когерентность означает, что есть некоторые (хотя и не идеальные) корреляции между значениями фаз. Существуют различные способы количественной оценки степени когерентности, как описано ниже.

Кроме того, принято называть определенные процессы или методы когерентными или некогерентными. В таком случае, «когерентный» по существу означает "фазочувствительный". Например, метод когерентного комбинирования лазерного излучения основывается на взаимной когерентности лучей.

вопрос 92. Механизм переноса массы. Уравнение массотдачи.

Механизмы переноса

Можно выделить три механизма, общие для переноса перечисленных выше субстанции: молекулярный, конвективный и турбулентный.

Молекулярный механизм:

Молекулярный механизм переноса субстанции обусловлен тепловым движением молекул или иных микроскопических частиц (ионов в электролитах и кристаллах, электронов в металлах). Взаимодействие между молекулами грубо можно представить как "жесткое" отталкивание на малых расстояниях между их центрами (l) и "мягкое" притяжение на больших.

Конвективный механизм:

Конвективный механизм переноса субстанции обусловлен движением макроскопических объемов среды как целого. Как уже отмечалось, характерные масштабы инженерных задач позволяют оперировать макроскопическими величинами, которые могут задаваться в каждой точке пространства путем усреднения микроскопических величин. Совокупность значений физической величины, однозначно определенных в каждой точке некоторой части пространства, называется полем данной величины (поле плотности, концентраций, давления, скорости, температуры и т.д.). Выбор дискретной микроскопической или сплошной макроскопической модели для описания явления зависит от масштаба рассматриваемой задачи. Исследуя или проектируя промышленный аппарат, по-видимому, можно с достаточной степенью точности рассматривать в качестве минимальной цены деления пространственных координат 1 мм и временных координат 1 с. Понятию "точки" пространства при такой шкале будет соответствовать объем в 1 мм3. Но в 1 мм3 содержится от 1016 молекул в умеренно плотном газе и до 1019 молекул жидкости. За "момент" времени в 1с произойдет 109-1012 столкновений для каждой молекулы. Проведя осреднение случайных значений молекулярных микроскопических характеристик в системе, состоящей из такого большого числа частиц и претерпевающей значительную по микроскопическим масштабам эволюцию, можно получить с большой степенью вероятности вполне определенное значение макроскопической величины.

Турбулентный механизм:

Турбулентный механизм переноса занимает промежуточное место между молекулярным и конвективным механизмами с точки зрения пространственно-временного масштаба. Для создания турбулентного движения необходимо выполнение наибольшего количества условий. Так, молекулярное тепловое движение происходит в любой, в том числе и равновесной, системе, температура которой отличается от абсолютного нуля, т.е. практически всегда. Конвективное движение наблюдается только в неравновесных системах при перемещении макроскопических объемов среды. Турбулентное движение возникает лишь при определенных условиях конвективного движения: достаточные удаленность от границы раздела фаз и неоднородность поля конвективной скорости.

В связи с большой сложностью процессов массопереноса при расчетах принимают, что количество вещества, перенесенного от границы раздела фаз в другую фазу, пропорционально движущей силе, которая равна разности концентраций в ядре и на границе фазы, поверхности контакта фаз и времени.

Тогда если массоперенос происходит из фазы Фу в фазу Фх, то количество вещества М, переносимого в единицу времени в каждой из фаз (к границе раздела фаз и в обратном направлении), может быть посчитано по основному уравнению массоотдачи:

для фазы Фу

для фазы Фх

,

где у и х – средние концентрации в ядре каждой фазы;

угр и хгр – концентрации у границы соответствующей фазы;

bу и bх – коэффициенты пропорциональности, которые называют коэффициентами массоотдачи;

F – поверхность контакта фаз, м2.

вопрос 93. Атом водорода. Волновые функции и уровни энергии. Квантовые числа. Распределение электронной плотности.

Атом водорода — физическая система, состоящая из атомного ядра, несущего элементарный положительный электрический заряд, и электрона, несущего элементарный отрицательный электрический заряд. В состав атомного ядра может входить протон или протон с одним или несколькими нейтронами, образуя изотопы водорода. Электрон преимущественно находится в тонком концентрическом шаровом слое вокруг атомного ядра, образуя электронную оболочку атома. Наиболее вероятный радиус электронной оболочки атома водорода в стабильном состоянии равен боровскому радиусу α0 = 0,529 Å. В 1913 году Нильс Бор предложил модель атома водорода, имеющую множество предположений и упрощений, и вывел из неё спектр излучения водорода. Предположения модели не были полностью правильны, но тем не менее приводили к верным значениям энергетических уровней атома.

Волнова́я фу́нкция, или пси-функция — комплекснозначная функция, используемая в квантовой механике для описания чистого состояния системы. Является коэффициентом разложения вектора состояния по базису (обычно координатному):

где — координатный базисный вектор, а — волновая функция в координатном представлении.

Физический смысл волновой функции заключается в том, что согласно копенгагенской интерпретации квантовой механики плотность вероятности нахождения частицы в данной точке конфигурационного пространства в данный момент времени считается равной квадрату абсолютного значения волновой функции этого состояния в координатном представлении. Энергетический уровень — собственные значения энергии квантовых систем, то есть систем, состоящих из микрочастиц (электронов, протонов и других элементарных частиц) и подчиняющихся законам квантовой механики. Каждый уровень характеризуется определённым состоянием системы, или подмножеством таковых в случае вырождения. Понятие применимо к атомам (электронные уровни), молекулам (различные уровни, соответствующие колебаниям и вращениям), атомным ядрам (внутриядерные энергетические уровни) и т. д. Главные энергетические уровни атома — это совокупности атомных орбиталей, имеющих одинаковые значения главного квантового числа. Число таких энергетических уровней в атоме равно номерупериода, в котором расположен соответствующий химический элемент. Например, калий — элемент четвёртого периода, следовательно, его атом имеет 4 основных энергетических уровня (n = 4). Каждый главный энергетический уровень в атоме расщеплён на подуровни (s-, p-, d-, f-орбитали), соответствующие изменениям орбитального квантового числа. В достаточно сильных магнитных полях можно обнаружить расщепление этих подуровней на отдельные состояния, соответствующие различным значениям магнитного квантового числа.

Ква́нтовое число́ в квантовой механике — численное значение какой-либо квантованной переменной микроскопического объекта (элементарной частицы, ядра, атома и т. д.), характеризующее состояние частицы. Задание квантовых чисел полностью характеризует состояние частицы. Некоторые квантовые числа связаны с движением в пространстве и характеризуют вид волновой функции частицы. Это, например, радиальное (главное) ( ), орбитальное ( ), магнитное ( ) испиновое квантовые числа электрона в атоме, которые определяются как число узлов радиальной волновой функции, значение орбитального углового момента, его проекция на заданную ось и спин частицы, соответственно.

Электронная плотность - это плотность вероятности обнаружения электрона в даной точке пространства. Электронная плотность нормирована и, соответственно, указывает на вероятное число электронов в данном элементарном объёме. Вероятностную (статистическую) интерпретацию волновой функции сформулировал М.Борн в 1926 году как только было опубликована волновое уравнение Шрёдингера. В 1954 году М.Борн удостоен Нобелевской премии по физике с формулировкой "За фундаментальное исследование в области квантовой механики, особенно за статистическую интерпретацию волновой функции". Расчёт электронной плотности проводят с использованием уравнения Шрёдингера, которое решается аналитически точно для систем, содержащих только один электрон. Получаемая радиальная функция распределения вероятности нахождения электрона в атоме водорода обладает максимумом при α0, как показано на рисунке. Этот наиболее вероятный радиус совпадает с боровским радиусом и принят в качестве атомной единицы для линейных размеров 1 а.е. (бор) = 0,529177 · 10-10м ≈ 0,529 Å. Более размытое облако плотности вероятности, полученное при решении уравнения Шрёдингера для атома водорода, значительно отличается от боровской модели атома и согласуется с принципами неопределённости Гейзенберга. С учётом статистической интерпретации волновой функции М.Борна и принципа неопределённости Гейзенберга длины диполей AP и BQ взаимодействующих атомов в расчётах Ф.Лондона достаточно размыты. Размыто и электронное кольцо в модели молекулы водорода по Н.Бору до состояния тороидального электронного облака с неопределёнными границами. Наиболее вероятный радиус электронного кольца (тора) молекулы водорода (re) определяется боровским радиусом (α0) и длиной химической связи (d): re2 = α02 - (d/2)2; re = 0,374 Å. Благодаря пространственной симметрии дипольный момент молекулы водорода равен нулю, что соответствует её низкой химической активности. Пространственная симметрия электронной плотности сохраняется, если соединяющиеся в молекулу атомы имеют одинаковую энергию ионизации. В этом случае связывающее электронное кольцо располагается на равном расстоянии от каждого из ядер. Если же потенциалы ионизации различны электронная плотность смещается в сторону атома с большим первым потенциалом ионизации. Смещение электронной плотности приводит к асимметрии распределения электрических зарядов в молекуле, молекула становится полярной системой с определённымдипольным моментом.

вопрос 94. Российские лауреаты Нобелевской премии.

Жоре́с Ива́нович Алфёров (белор. Жарэс Iванавiч Алфёраў; род. 15 марта 1930, Витебск, Белорусская ССР, СССР) — выдающийся советский и российский физик, единственный ныне здравствующий — из проживающих в России — российский лауреат Нобелевской премии по физике (премия 2000 года за разработку полупроводниковых гетероструктур и создание быстрых опто- и микроэлектронных компонентов). Лауреат Ленинской премии (1972), Государственной премии СССР (1984), Государственной премии РФ (2001). Организатор, председатель международного комитета и лауреат (2005) самой крупной в России денежной премии «Глобальная Энергия». Вице-президент РАН с 1991 г., Академик Российской академии наук (академик АН СССР с 1979 года, член-корреспондент АН СССР с 1972 года), с 1989 года по настоящее время — председатель Президиума Санкт-Петербургского научного центра РАН, вице-президент АН СССР в 1990—1991 гг. Иностранный член Национальной академии наук США (1990), Национальной инженерной академии США (1990), иностранный член Академии наук ГДР (1987). Иностранный член Национальной академии наук Беларуси (1995), почётный член Академии наук Молдавии (2000), почётный член Национальной Академии наук Азербайджана (2004), почётный член Национальной Академии наук Армении (2011). Депутат Государственной думы РФ (с 1995 года). В 1989 году был избран народным депутатом СССР от АН СССР, в декабре 1995 года Алферов был избран в Государственную думу второго созыва от движения «Наш дом — Россия», в 1999, 2003, 2007, 2011 годах переизбирался депутатом Госдумы РФ, проходя по партийным спискам КПРФ, не являясь членом КПРФ.

Алексе́й Алексе́евич Абрико́сов (род. 25 июня 1928, Москва) — советский физик, лауреат Нобелевской премии по физике (2003), академик РАН, доктор физико-математических наук. Основные работы сделаны в области физики конденсированных сред. Неоднократно выдвигался кандидатом на Нобелевскую премию. В 2003 Алексею Абрикосову присуждена Нобелевская премия по физике. А.А. Абрикосов — второй нобелевский лауреат в истории Аргоннской национальной лаборатории. Премия присуждена за исследования сверхпроводников второго типа и создание теории "Вихревой решетки Абрикосова", объясняющей некоторые явления поведения сверхпроводников второго типа в магнитном поле, что получило экспериментальное подтверждение. Совместно с В. Л. Гинзбургом и Э. Леггетом, получил Нобелевскую премию по физике за «основополагающие работы по теории сверхпроводников и сверхтекучих жидкостей».

Вита́лий Ла́заревич Ги́нзбург (21 сентября (4 октября) 1916 года, Москва — 8 ноября 2009 года, там же) — советский и российский физик-теоретик, доктор физико-математических наук (1942), профессор (1945), академик РАН (1966, до 1991 — АН СССР; чл.-корр. с 1953), лауреат Нобелевской премии по физике (2003). Народный депутат СССР от Академии наук (1989–1991). В 1940 году Гинзбург разработал квантовую теорию эффекта Вавилова — Черенкова и теорию черенковского излучения в кристаллах.

В 1946 году совместно с И. М. Франком создал теорию переходного излучения, возникающего при пересечении частицей границы двух сред.

В 1950 году создал (совместно с Л. Д. Ландау) полуфеноменологическую теорию сверхпроводимости (теория Гинзбурга — Ландау).

В 958 году В. Л. Гинзбург создал (совместно с Л. П. Питаевским) полуфеноменологическую теорию сверхтекучести (теория Гинзбурга — Питаевского). Разработал теорию магнитотормозного космического радиоизлучения и радиоастрономическую теорию происхождения космических лучей. Нобелевская премия (2003, вместе с А. Абрикосовым и А. Леггетом) — за вклад в развитие теории сверхпроводимости и сверхтекучести.

Сэр Константи́н Серге́евич Новосёлов (род. 23 августа 1974, Нижний Тагил, СССР) — российский и британский физик. Лауреат Нобелевской премии по физике 2010 года (совместно с Андреем Геймом), член Лондонского королевского общества (с 2011). 31 декабря 2011 года было объявлено о присвоении ему звания рыцаря-бакалавра указом королевы Елизаветы II за заслуги перед наукой[4]. В 2010 году вместе со своим учителем Андреем Геймом был удостоен Нобелевской премии по физике за «передовые опыты с двумерным материалом — графеном». Лауреатам удалось «продемонстрировать, что монослойный углерод обладает исключительными свойствами, которые проистекают из удивительного мира квантовой физики», отметили в Нобелевском комитете. Новосёлов стал самым молодым нобелевским лауреатом по физике за последние 37 лет (с 1973 года) и единственным на 2010 год лауреатом во всех областях, родившимся позднее 1961 года.

вопрос 95. Методы выращивания монокристаллов.

Монокристалл — отдельный однородный кристалл, имеющий непрерывную кристаллическую решётку и иногда имеющий анизотропию физических свойств. В исследовательских лабораториях и промышленности выращивают кристаллы из паров, расплавов и растворов, из твердой фазы, синтезируют путем химических реакций, осуществляют электролитическую кристаллизацию, кристаллизацию из гелей и др. В настоящее время для получения совершенных кристаллов большого диаметра чаще всего применяют следующие методы выращивания: из газовой (паровой) фазы при градиенте давления, из расплавов при температурном градиенте, из растворов при градиенте концентрации на границе раздела кристалл-раствор.

Кристаллизация из паровой (газовой) фазы широко используется для выращивания как массивных кристаллов, так и эпитаксиальных пленок, тонких (поликристаллических или аморфных) покрытий, нитевидных и пластинчатых кристаллов. Конкретный метод выращивания выбирают в зависимости от материала. В методах выращивания, основанных на физической конденсации кристаллизуемого вещества, вещество поступает к растущему кристаллу в виде собственного пара, состоящего из молекул их ассоциаций — димеров, тримеров и т.д. В методе синтеза в паровой фазе кристаллизуемое соединение образуется в результате реакции между газообразными компонентами непосредственно в зоне кристаллизации, например, CVD-ZnSe селенид цинка и CVD-ZnS сульфид цинка. Аббревиатура CVD означает Chemical Vapour Deposition. CVD-ZnSe осаждается на графитовую подложку, исходные реагенты пары цинка и газ селеноводород H2Se. А CVD-ZnS получают в результате химической реакции паров цинка и сероводорода. Кристаллизация из расплава это наиболее распространенный способ выращивания монокристаллов. В настоящее время более половины технически важных кристаллов выращивают из расплава. Веществами, наиболее подходящими для выращивания из расплава, являются те, которые плавятся без разложения, не имеют полиморфных переходов и характеризуются низкой химической активностью.

Методами кристаллизации из расплава выращивают элементарные полупроводники и металлы, оксиды, галогениды, халькогениды, вольфраматы, ванадаты, ниобаты и другие вещества. В ряде случаев из расплава выращиваются монокристаллы, в состав которых входит пять и более компонентов. При кристаллизации из расплава важно учитывать процессы, влияющие на состав расплава (термическая диссоциация, испарение, взаимодействие расплава с окружающей средой), процессы на фронте кристаллизации, процессы теплопереноса в кристалле и расплаве, процессы массопереноса (перенос примесей, обусловленный конвекцией и диффузией в расплаве). Кристаллизацию из растворов применяют при выращивании веществ, разлагающихся при температурах ниже температуры плавления. Рост кристаллов осуществляется при температурах ниже температуры плавления, поэтому в выращенных такими методами кристаллах отсутствуют дефекты, характерные для кристаллов, выращенных из расплава. При выращивании кристаллов из растворов движущей силой процесса является пересыщение.

Методом температурного перепада выращивают, например, кристаллы дигидрофосфата калия и дигидрофосфата аммония (KDP и ADP). Скорость роста кристаллов в таких условиях составляет около 1 мм/сут. Кристаллы весом 400 г растут в течение 1,5-2 месяцев.

вопрос 96. Фазовое равновесие. Линия равновесия.

Равнове́сие фаз в термодинамике — состояние, при котором фазы в термодинамической системе находятся в состоянии теплового, механического и химическогоравновесия.

Типы фазовых равновесий:

Тепловое равновесие означает, что все фазы вещества в системе имеют одинаковую температуру.

Механическое равновесие означает равенство давлений по разные стороны границы раздела соприкасающихся фаз. Строго говоря, в реальных системах эти давления равны лишь приближенно, разность давлений создается поверхностным натяжением.

Химическое равновесие выражается в равенстве химических потенциалов всех фаз вещества.

Условие равновесия фаз:

Рассмотрим химически однородную систему (состоящую из частиц одного типа). Пусть в этой системе имеется граница раздела между фазами 1 и 2. Как было указано выше, для равновесия фаз требуется равенство температур и давлений на границе раздела фаз. Известно (см. статью Термодинамические потенциалы), что состояние термодинамического равновесия в системе с постоянными температурой и давлением соответствует точке минимума потенциала Гиббса.

Потенциал Гиббса такой системы будет равен

,

Где и — химические потенциалы, а и — числа частиц в первой и второй фазах соответственно.

При этом сумма (полное число частиц в системе) меняться не может, поэтому можно записать

.

Предположим, что , для определенности, . Тогда, очевидно, минимум потенциала Гиббса достигается при (все вещество перешло в первую фазу).

Таким образом, равновесие фаз возможно только в том случае, когда химические потенциалы этих фаз по разные стороны границы раздела равны:

.

Из условия равновесия фаз можно получить зависимость давления в равновесной системе от температуры. Если говорить о равновесии жидкость — пар, то под давлением понимают давление насыщенных паров, а зависимость называется кривой испарения.

Из условия равенства химических потенциалов следует условие равенства удельных термодинамических потенциалов:

,

Где , — потенциал Гиббса i-й фазы, — её масса.

Отсюда:

,

а значит,

,

Где и — удельные объем и энтропия фаз. Отсюда следует, что

,

и окончательно

,

Где — удельная теплота фазового перехода (например, удельная теплота плавления или удельная теплота испарения).

Последнее уравнение называется уравнением Клапейрона — Клаузиуса.

Основной закон гетерогенных равновесий, согласно которому в гетерогенной (макроскопически неоднородной) физико-химической системе, находящейся в устойчивом термодинамическом равновесии, число фаз не может превышать числа компонентов, увеличенного на 2 ; установлено Дж. У. Гиббсом в 1873—76.

Рассмотрим теперь систему, вообще говоря, химически неоднородную (состоящую из нескольких веществ). Пусть — число компонентов (веществ) в системе, а — число фаз. Условие равновесия фаз для такой системы можно записать в виде системы из уравнений:

Здесь — химический потенциал для i-го компонента в j-й фазе. Он однозначно определяется давлением, температурой и концентрацией каждого компонента в фазе. Концентрации компонетнов не независимы (их сумма равна 1). Поэтому рассматриваемая система уравнений содержит неизвестных ( — концентрации компонентов в фазах, плюс температура и давление).

Система разрешима, вообще говоря, если число уравнений не превышает числа неизвестных (система, не удовлетворяющая этому условию, также может быть разрешима, однако это исключительный случай, с которым в физике можно не считаться). Поэтому

,

отсюда

,

то есть число фаз в равновесной системе может превышать число компонентов не более, чем на два.

Последнее неравенство называется правилом фаз Гиббса. В частном случае для однокомпонентной (химически однородной системы) оно превращается в условие

.

На фазовой диаграмме вещества различные термодинамические фазы занимают определённые области. Линии, разделяющие различные термодинамические фазы, называются линиями фазового перехода. Если вещество находится в условиях, отвечающих точке внутри какой-либо области, то оно полностью находится в этой термодинамической фазе. Если же состояние вещества отвечает точке на одной из линий фазовых переходов, то вещество в термодинамическом равновесии может находиться частично в одной, а частично в другой фазе. Пропорция двух фаз определяется, как правило, полной энергией, запасённой системой.

При медленном изменении давления или температуры вещество описывается движущейся точкой на фазовой диаграмме. Если эта точка в своём движении пересекает одну из линий, разделяющих термодинамические фазы, происходит фазовый переход, при котором физические свойства вещества меняются скачкообразно.

Не все фазы полностью отделены друг от друга линией фазового перехода. В некоторых случаях эта линия может обрываться, оканчиваясь критической точкой (Критическая точка — сочетание значений температуры и давления (или, что эквивалентно, молярного объёма ), при которых исчезает различие в свойствах жидкой и газообразной фаз вещества. Критическая температура фазового перехода — значение температуры в критической точке. При температуре выше критической температуры газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении). В этом случае возможен постепенный, а не скачкообразный переход из одной фазы в другую, в обход линии фазовых переходов.

Точка на фазовой диаграмме, где сходятся три линии фазовых переходов, называется тройной точкой (Тройна́я то́чка воды́ — строго определенные значения температуры и давления, при которых вода может одновременно и равновесно существовать в виде трёх фаз — в твердом, жидком и газообразном состояниях. Тройная точка воды — температура 273,16 К и давление 611,657 Па. Тройная точка воды характеризуется определенным набором параметров давления и температуры, поэтому может использоваться как «реперная» — то есть опорная, например, для калибровки приборов). Обычно под тройной точкой вещества подразумевается частный случай, когда сходятся линии плавления, кипения и сублимации, однако на достаточно богатых фазовых диаграммах может быть несколько тройных точек. Вещество в тройной точке в состоянии термодинамического равновесия может частично находиться во всех трёх фазах. На многомерных фазовых диаграммах (то есть если кроме температуры и давления присутствуют иные интенсивные величины) могут существовать четверные и прочие точки.

вопрос 97. Явление радиоактивности и альфа-распад. Основной закон радиоактивного распада. Энергетические условия и механизм альфа-распада.

Впервые способность ядер тяжелых элементов самопроизвольно распадаться была обнаружена Беккерелем в 1896 году. Позднее Резерфорд и супруги Кюри показали, что ядра некоторых веществ испытывают последовательные превращения, образуя радиоактивные ряды, где каждый элемент ряда возникает из предыдущего, причем никакими внешними физическими воздействиями нельзя повлиять на характеристики распада.

Способность некоторых неустойчивых атомных ядер самопроизвольно превращаться в ядра других элементов с испусканием различных видов радиационных излучений называют радиоактивностью, а изотопные ядра которых способны самопроизвольно распадаться – радионуклидами. Элемент имеющий несколько радионуклидов называют радиоизотопомхимического элемента.

Способность изотопа преобразоваться в протон другого химического элемента, испуская при этом частицу альфа или бета, а часто и избыток энергии в виде гамма–кванта. Этот процесс называется радиоактивным распадом.

Известны 4 вида радиоактивного распада:

-альфа – распад;

-бета – распад;

-спонтанное деление атомных ядер;

-протонная радиоактивность.

Альфа – распад характерен для ядер тяжелых элементов. При альфа – распаде ядро атома испускает два протона и два нейтрона, связанные в ядро атома гелия, т.е. альфа – частица по массе и заряду аналогична ядру атома гелия. Таким образом, в результате альфа – распада образуется атом элемента, смещенный на два места от исходного радиоактивного элемента к началу периодической системы Менделеева.