Аберрации электронных линз аберрация света абсолютная температура



страница3/9
Дата01.08.2016
Размер1.76 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9
АККОМОДАЦИЯ ГЛАЗА (от лат. accommodatio — приспособление), приспособление глаза к ясному виде­нию предметов, находящихся на раз­ных расстояниях. При А. г. меняется преломляющая сила хрусталика гла­за, в результате чего изображение фокусируется на сетчатке.

АККРЕЦИЯ (от лат. accretio — прира­щение, увеличение), падение в-ва на косм. тело (напр., звезду) из окружаю­щего пр-ва. Особенно значительна роль А. для таких тесных двойных звёзд, где одна звезда (красный ги­гант) интенсивно отдаёт в-во другой звезде (белому карлику, нейтронной звезде) или, возможно, чёрной дыре. А. на белые карлики рассматривают как наиболее вероятную причину вспы­шек новых звёзд. В перетекающем в-ве обычно преобладает водород. В самих же белых карликах водород отсут­ствует (он превратился в гелий в ре­зультате термоядерных реакций при образовании белого карлика). Падаю­щий на поверхность звезды водород накапливается и нагревается до темпры, достаточной для начала термояд. горения водорода. Если скорость выде­ления теплоты реакции превысит ско­рость теплоотвода, произойдёт теп­ловой взрыв, наблюдаемый как вспышка новой звезды.

А. на нейтронную звезду или чёрную дыру была предложена в кач-ве ме­ханизма, объясняющего природу им­пульсных источников космического рентг. излучения — рентгеновских барстеров. Молодые нейтронные звёзды — пульсары явл. мощными ис­точниками ч-ц с высокими энергиями, поэтому А. на них затруднена. Со вре­менем истечение в-ва из пульсаров ослабевает, и для нейтронных звёзд, возраст к-рых превышает 106—107 лет, А. может стать значительной и обес­печить наблюдаемую светимость

косм. источников рентг. излучения. Для этого необходим относительно небольшой приток массы (~10-9 mсолнц/год), но даже такой приток возможен лишь в тесной двойной системе. В тес­ных двойных системах в-во, падающее на компактную звезду, обладает мо­ментом вращения, поэтому оно обра­зует диск, медленно оседающий к цен­тру из-за трения. Трение разогревает в-во до 10е К, и оно становится источ­ником теплового рентг. излучения. Та­кие же диски должны образовываться при А. на чёрные дыры; именно по излучению в-ва диска чёрная дыра может быть обнаружена.

• Происхождение и эволюция галактик и звезд, под ред. С. Б. Пикельнера, М., 1976. АКСИАЛЬНОГО ТОКА ЧАСТИЧНОЕ СОХРАНЕНИЕ в слабом взаимодей­ствии, св-во аксиального слабого тока адронов. В отличие от константы сла­бого векторного вз-ствия (см. Век­торного тока сохранение), константа аксиального слабого вз-ствия меня­ется (перенормируется) под действием сильного вз-ствия. Это изменение не слишком велико (напр., в -распаде нейтрона оно составляет ок. 20%). Перенормировку этой константы в процессах слабого вз-ствия без изме­нения странности можно связать с эффектами пион-нуклонного вз-ствия, причём изменение константы харак­теризуется величиной массы пиона. Поскольку масса пиона аномально мала по сравнению с массой др. адронов, реализуется А. т. ч. с. В гипоте­тическом теор. пределе, когда масса пиона полагается стремящейся к ну­лю (т. н. мягкопионное приближение), сохранение аксиального тока ста­новится не частичным, а точным. В этом приближении реализуется киральная симметрия, и поэтому пион можно рассматривать как голдстоуновский бозон. В таком подходе соотно­шения А. т. ч.с. используют для оцен­ки массы участвующих в слабом вз-ствии (т. н. токовых) кварков. Эти соотношения позволяют связать ам­плитуды процессов с испусканием разл. числа пионов, выразить пере­нормированную аксиальную констан­ту -распада через сечения пион-нуклонного вз-ствия и т. д. Обобще­ние А. т. ч. с. на аксиальные токи с изменением странности требует су­ществ. учёта эффектов нарушения унитарной симметрии, связанных с различием масс странного (s) и не­странных (и, d) кварков.

А. т. ч. с. наряду с сохранением сла­бого векторного тока адронов явл. основой формализма т. н. алгебры то­ков, позволяющей устанавливать связи между амплитудами разл. процессов.

• Б'ернстейн Дж., Элементарные час­тицы и их токи, пер. с англ., М., 1970; Окунь Л. Б., Лептоны и кварки, М., 1981.



М. Ю. Хлопов.

АКСИОМАТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ПО­ЛЯ, квантовая теория поля (КТП), к-рая строится т. о., чтобы все её результаты выступали как строгие матем. следствия единой системы небольшого числа предположений — ак­сиом. К числу таких аксиом относят­ся: а) релятивистская ин­вариантность, т. е. независи­мость физ. законов (в соответствии с относительности принципом) от выбора системы координат и её рав­номерного прямолинейного движения; б) причинность (или локаль­ность вз-ствия), к-рая требует, чтобы событие, происшедшее в одной точке пространства-времени (r, t), не могло повлиять на событие в другой точке (r', t'), если до неё не успевает дойти сигнал, движущийся со скоростью света (это означает утверждение об отсутствии в природе сигналов, рас­пространяющихся быстрее скорости света); в) спектральность, к-рая требует, чтобы энергия любого допустимого состояния системы была положительна (энергия вакуума при­нимается за нулевую).

Одна из причин развития А. т. п.— желание получить непосредств. след­ствия из системы аксиом, аккумули­рующих осн. представления о мире, с тем чтобы подвергнуть их эсперим. проверке. К таким результатам А. т. п. относится теорема СРТ и стро­гий матем. вывод связи спина со ста­тистикой (см. Квантовая теория поля). Важнейший результат А. т. п.— дока­зательство дисперсионных соотноше­ний, связывающих две измеримые на опыте хар-ки рассеяния ч-ц: полное эфф. сечение рассеяния и веществ. часть амплитуды рассеяния. Эксперим. проверка этой связи показала, что вплоть до расстояний 5•10-16 см сомнений в правильности исходных аксиом не возникает.

С нач. 70-х гг. в А. т. п. развивается т. н. конструктивное направление, в к-ром в дополнение к аксиомам пред­полагается определ. механизм вз-ствия ч-ц. Цель этого направления — матема­тически корректное осмысливание те­ории возмущений, являющейся осн. методом расчётов в КТП.

• Боголюбов Н. Н., Логу­нов А. А., Тодоров И. Т., Основы ак­сиоматического подхода в квантовой теории поля, М., 1969; Хагедорн Р., Причин­ность и дисперсионные соотношения, «УФН», 1967, т. 91, в. 1, с. 151.

В. П. Павлов, С. С. Хоружий.

АКТИВАЦИОННЫИ АНАЛИЗ, ме­тод определения состава в-ва, заклю­чающийся в облучении его потоками нейтронов, -квантов и заряж. ч-ц (-частиц, протонов и др.) и измере­нии наведённой активности: интен­сивности и энергетич. спектра вто­ричного излучения, сопровождаю­щего распад образовавшихся радиоакт. нуклидов, а также периодов полура­спада T1/2 этих нуклидов. Зная Т1/2, вид радиоакт. превращения и энер­гию, по табл. можно однозначно опре­делить порядковый номер Z исход­ного ядра и его массовое число А. Число распадов в ед. времени про-

13

порц. числу исходных ядер, что поз­воляет осуществить количеств. ана­лиз. Наиболее распространены ней­тронный А. а. (напр., содержание Au определяется с точностью ~10-10 %, Pt~10-6 %), используются также фо­тоядерные реакции (гамма-активационный анализ, содержание Au опре­деляется с точностью ~10-4%) и про­тонный А. а. (10-7% В в Si, 10-5% Nb в Та и т. д.).



• КузнецовР.А., Активационный ана­лиз, М., 1967; Самасюк В. Н., Гамма-активационный анализ, «Природа», 1977, № 12, с. 90.

АКТИВНАЯ СРЕДА, вещество, в к-ром распределение ч-ц (атомов, мо­лекул, ионов) по энергетич. состояни­ям не явл. равновесным и хотя бы для одной пары уровней энергии осу­ществляется инверсия населённостей. А. с.— необходимый элемент боль­шинства устройств квантовой элек­троники.

АКТИВНОСТЬ радиоактивного источ­ника, число радиоакт. распадов в ед. времени. Единице А. в системе СИ — беккерелю (Бк) — соответствует 1 рас­пад в 1 с. Внесистемная ед. кюри (Ки) равна 3,7•1010 Бк. А., приходя­щаяся на ед. массы в-ва источника, наз. удельной А.

АКУСТИКА (от греч. akustikos — слуховой, слушающийся), область фи­зики, исследующая упругие колеба­ния и волны от самых низких частот (условно от 0 Гц) до предельно высо­ких частот (1011—1013 Гц), их вз-ствия с в-вом и разнообразные применения.

А.— одна из самых древних обла­стей знания. Она возникла как уче­ние о звуке, т. е. об упругих волнах, воспринимаемых человеческим ухом. Ещё Пифагор (6 в. до н. э.) обнаружил связь между высотой слышимого тона и длиной струны или трубы. Аристо­тель (4 в. до н. э.) понимал, что зву­чащее тело вызывает сжатия и разре­жения воздуха, и объяснил эхо отра­жением звука от препятствий. Лео­нардо да Винчи (15—16 вв.) исследо­вал отражение звука, сформулировал принцип независимости распростра­нения звук. волн от разных источни­ков. В кон. 17 — нач. 18 вв. Г. Га­лилей обнаружил, что звучащее тело испытывает колебания и что высота звука зависит от частоты, а интен­сивность — от их амплитуды; ско­рость звука в воздухе впервые изме­рил франц. учёный М. Мерсенн.

С кон. 17 до нач. 20 вв. А. развива­ется как раздел механики. На базе основ механики Ньютона, осн. закона теории упругости Гука и принципа волн. движения Гюйгенса (см. Волны) создаётся общая теория механич. ко­лебаний, излучения и распростране­ния звуковых (упругих) волн в среде, разрабатываются методы измерения хар-к звука (звук. давления в среде, импульса, энергии и потока энергии звук. волн, скорости распространения

звука). Диапазон звук. волн расширя­ется и охватывает как область ин­фразвука (до 16 Гц), так и ультразвука (св. 20 кГц). Выясняется физ. сущ­ность тембра звука (его «окраски»). Разрабатывается теория колебаний струн, стержней и пластинок, объяс­няется происхождение обертонов. Англ. учёный Т. Юнг и франц. учёный О. Френель создают теорию интер­ференции и дифракции волн, австр. учёный X. Доплер устанавливает за­кон изменения частоты волны при дви­жении источника звука относительно наблюдателя (Доплера эффект). Соз­дание методов разложения сложного колебат. процесса на простые сос­тавляющие (метод Фурье) заложило основы анализа звука и синтеза слож­ного звука из гармонич. составляю­щих. Весь этот этап развития А, подытожен англ. учёным Рэлеем (Дж. Стретт) в его классич. труде «Теория звука» (1877—78).

С 20-х гг. 20 в. начался новый этап развития А., связанный прежде всего с развитием радиотехники, в част­ности радиовещания. Возникла не­обходимость преобразования звук. сиг­налов в электромагнитные и обратно, их усиления и неискажённого воспро­изведения. Появляются новые обла­сти применения А., связанные с за­просами техники; звук. локация само­лётов в воздухе, гидролокация и акустич. навигация, определение места, времени и хар-ра взрывов, глушение шумов в авиации, в пром-сти, на транспорте. Все эти проблемы требо­вали более глубокого изучения меха­низма образования и поглощения зву­ка, распространения звуковых (в ча­стности, УЗ) волн в сложных условиях. Особый интерес вызвал вопрос о ра­спространении звук. волн большой интенсивности (напр., взрывных волн), что послужило толчком для развития т. н. нелинейной акустики, значит. вклад в развитие к-рой внесли работы А. А. Эйхенвальда и Н. Н. Андреева. Англ. учёный М. Лайтхилл (1952) дал общую теорию аэродинамич. генера­ции звука, возникающего в движущей­ся среде за счёт неустойчивости по­тока газа. Изучение влияния струк­туры среды на распространение зву­ка создало возможность применения звук. волн для зондирования возд. и вод. среды, что привело к развитию гидроакустики и атмосферной акусти­ки. Проблемы городского строитель­ства привели к развитию архитектур­ной и строит. акустики.

Примерно с сер. 20 в. чрезвычайно большое значение приобрели иссле­дования УЗ. Ещё в 20-х гг. было поло­жено начало применению УЗ для де­фектоскопии материалов и изделий. После обнаружения сильного поглоще­ния и дисперсии звука в многоат. га­зах, а затем и в жидкостях возникло новое направление в А.— исследова­ние структуры в-ва УЗ методами (мо­лекулярная А.). Значит. роль в его становлении сыграла релаксац. теория Л. И. Мандельштама и М. А. Леонтовича (1937), а также теория рас­сеяния света на УЗ волнах в жидко­стях и тв. телах (см. Мандельштама — Бриллюэна рассеяние). Мощный УЗ оказался не только средством иссле­дования, но и орудием воздействия на в-во, что послужило основой разви­тия УЗ технологии. В 60—70-х гг. важное значение приобрели исследо­вания гиперзвука (частоты выше 1 ГГц), а также исследования вз-ствия ультразвук. и гиперзвук. волн с эл-нами проводимости в металлах и ПП и др. вз-ствий акустич. волн с элем. возбуждениями (квазичастицами) в тв. теле. На базе этих исследований воз­никли акустоэлектроника и акустооптика.

В сер. 20 в. начинается быстрое раз­витие психофизиол. А., вызванное не­обходимостью разработки методов не­искажённой передачи и воспроизведе­ния множества звук. сигналов — речи и музыки по огранич. числу кана­лов связи. Исследуется слуховое вос­приятие звука человеком и животны­ми, создаются теории слуха, развива­ется применение акустич. методов в биологии и медицине.

Совр. А. охватывает широкий круг вопросов и смыкается с рядом обла­стей человеческого знания. В ней можно выделить ряд разделов. Общие закономерности излучения, распро­странения и приёма упругих колеба­ний и волн изучает теория звука, где широко используются общие методы колебаний и волн теории. Спец. во­просами теории звука занимаются статистич. А., акустика движущихся сред, кристаллоакустика, нелинейная аку­стика. Физическая а к у с т и к а изучает особенности распростра­нения акустич. волн в жидких, твёр­дых и газообразных в-вах, вз-ствие их с в-вом, и в частности с электрона­ми, фононами и др. квазичастицами. Подразделами физ. А. можно считать молекулярную акустику, квант. аку­стику, тесно связанные с мол. физи­кой и физикой твёрдого тела. Рас­пространение акустич. волн в естеств. средах — атмосфере, вод. среде, зем­ной коре — изучается в атмосферной акустике, геоакустике и гидроакусти­ке; к последней примыкает важная прикладная область — гидролокация. На базе электроакустики, занимаю­щейся вопросами электроакустич. пре­образования, возникла прикладная область — звукотехника, связанная с разработкой аппаратуры для передачи, записи, воспроизведения речи и му­зыки. С электроакустикой тесно свя­зана и область акустич. измерений. К прикладным областям А. можно отнести архитектурную акустику и строительную акустику, а также весь­ма большой раздел, связанный с изу­чением шумов и вибраций и борьбой с ними. Огромное прикладное значе­ние имеют УЗ и гиперзвук, использу­емые в УЗ технике, акустоэлектронике и акустооптике. Особый раздел А.—

14

биологическая А., занимается изуче­нием звукоизлучающих и звукопринимающих органов человека и животных, проблемами речеобразования, пере­дачи и восприятия речи, воздействия акустич. волн на биол. объекты. К её подразделам относятся психологиче­ская и физиологическая акустика. Ре­зультаты биол. А. используются в электроакустике, архитектурной А., системах передачи речи, теории ин­формации и связи, в музыке, медици­не, биофизике и т. п.



• С т р е т т Дж. В. (лорд Рэлей), Теория звука, пер. с англ., т. 1 — 2, М., 1955; Скучик Е., Основы акустики, пер. с англ., т. 1—2, М., 1976; Исакович М. А., Об­щая акустика, М., 1973; Зарембо Л. К., Красильников В. А., Введение в не­линейную акустику, М., 1966; Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 1—7, М., 1966—74; Михайлов И. Г., Соловьев В. А., Сырников Ю. П., Основы молекулярной акустики, М., 1964; Физика и техника мощного ультразвука, под ред. Л. Д. Розенберга, 1кн. 1—3], М., 1967—70; Урик Р. Д., Основы гидроакус­тики, пер. с англ., Л., 1978; Тэйлор Р., Шум, пер. с англ., М., 1978; Эльпинер И. Е., Биофизика ультразвука, М., 1973.

АКУСТИКА ДВИЖУЩИХСЯ СРЕД, раздел акустики, в к-ром изучаются хар-р распространения звук. волн, их излучение и приём в движущейся среде или при движении источника или приёмника звука. Атмосфера, а также вода в морях и океанах, нахо­дящаяся в непрерывном движении,— всё это область применения А. д. с. Под влиянием течений среды звук. лучи искривляются. Так, напр., в приземном слое атмосферы скорость ветра возрастает с высотой (рис.). Поэтому при распространении звука против ветра лучи изгибаются вверх и могут пройти выше стоящего на зем­ле наблюдателя, а при распростране­нии по ветру звук. лучи изгибаются вниз; этим объясняется лучшая слы­шимость с подветренной стороны. Оп­ределение звук. поля в движущейся





Схема распространения звука при возрас­тании ветра с высотой.

среде в А. д. с. основывается на Га­лилея принципе относительности, со­гласно к-рому движение среды отно­сительно источника звука равносильно движению (с той же скоростью) ис­точника относительно среды. На ос­нове этого принципа решаются мн. задачи, напр. отражение звука на границе ветра, излучение звука виб­рирующей плоскостью, обтекаемой по­током.

В атмосфере и океане имеют место также беспорядочные турбулентные течения, вызывающие рассеяние звук. волн и флуктуации их амплитуд и фаз. Задача о рассеянии звука решается с учётом неоднородности турбулентного потока, а также вязкости и тепло­проводности среды.

Развитие техники сверхзвук. ско­ростей выдвигает на первый план ис­следования звук. поля быстродвижущихся источников и приёмников зву­ка, скорость к-рых близка к скорости звука в среде или превосходит её.

• Блохинцев Д. И., Акустика неод­нородной движущейся среды, 2 изд., М., 1981; Чернов Л. А., Акустика движущей­ся среды. Обзор, «Акуст. ж.», 1958, т. 4, в. 4, с. 299.

Л. А. Чернов.

АКУСТИЧЕСКИЕ ТЕЧЕНИЯ (аку­стический, или звуковой, ветер), ре­гулярные течения среды в звук. поле большой интенсивности. Могут возникать как в свободном неоднород­ном звук. поле, так и (особенно) вбли­зи разл. рода препятствий, помещён­ных в звук. поле. А. т. всегда имеют вихревой хар-р и обычно возникают в результате того, что кол-во движе­ния, связанное с колебаниями ч-ц среды в волне и переносимое ею, при поглощении волны передаётся среде, "вызывая регулярное движение послед­ней. Поэтому скорость А. т. пропорц. коэфф. поглощения звука и его ин­тенсивности, но обычно не превосхо­дит величины колебат. скорости ч-ц в звук. волне. После включения источ­ника звука А. т. устанавливается не сразу, а «разгоняется» постепенно до тех пор, пока торможение за счёт вязкости среды не скомпенсирует уве­личение его скорости под действием звука.




Схема течения, вызванного ограниченным пучком звука: 1 — излучатель; 2 — погло­титель звука; 3 — звук. пучок.
В зависимости от соотношения ха­рактерного масштаба течения l и длины звук. волны =2/k (kволн. число) различают 3 типа А. т.: течение в свободном неоднородном звук. поле, где масштаб течения опре­деляется размером неоднородности, напр. радиусом звук. пучка (рис. ), при этом kl>>1; течение в стоячих волнах, где масштаб течения опреде­ляется длиной стоячей волны (kl~1); течения в пограничном слое вблизи препятствий, помещённых в акустич. поле; в этом случае масштаб течения определяется толщиной акустического пограничного слоя =v/ (v — коэфф. кинетич. вязкости,  — круго­вая частота звука), a kl<<1. При изме­рении звук. полей с помощью радио­метра и Рэлея диска А. т. явл. поме­хой. А. т. имеют полезные применения в технике и технологии; напр., возник­новение А. т. у поверхности препят­ствий, помещённых в звук. поле, мо­жет увеличить процессы массо- и теп­лопередачи через их поверхность.

А. т.— один из существенных факто­ров, обусловливающих УЗ очистку разл. деталей.

• Зарембо Л. К., Красильни­ков В. А., Введение в нелинейную акусти­ку, М., 1966; Мощные ультразвуковые поля, под ред. Л. Д. Розенберга, М., 1968; Ивановский А. И., Теоретическое и экспе­риментальное изучение потоков, вызванных звуком, М., 1959.

К. А. Наугольных.

АКУСТИЧЕСКИЙ ВЕТЕР, то же, что акустические течения.

АКУСТИЧЕСКИЙ ПАРАМАГНИТ­НЫЙ РЕЗОНАНС электронный (АПР), избирательное поглощение энергии уп­ругих волн (фононов) определ. ча­стоты в парамагн. кристаллах, поме­щённых в пост. магн. поле. АПР тесно связан с обычным электронным пара­магнитным резонансом (ЭПР). Пepeдача акустич. энергии парамагн. ч-цам при АПР происходит посредством спин-фононного взаимодействия, к-рое осуществляется путём модуляции акустич. колебаниями внутрикристаллических полей (электрич. или магнит­ных). Возбуждение в парамагн. кри­сталле, помещённом во внешнее магн. поле акустич. колебаний с частотой v, удовлетворяющей условию ξ21=hv, вызывает квант. переходы эл-нов между магн. подуровнями ξ2 и ξ1. Переход ξ1ξ2 12) сопровождается поглощением фоно­нов с энергией hv, переход ξ2ξ1излучением фононов с энергией hv.

При АПР могут наблюдаться пере­ходы, удовлетворяющие правилу от­бора, при к-ром магн. квантовое число m=±1, ±2, в то время как в обыч­ном ЭПР разрешены переходы только с m=±1. АПР наблюдаются в обла­сти гиперзвук. частот 109—1011 Гц (см. Гиперзвук). В реальных кристал­лах излучение или поглощение фоно­нов происходит в конечной полосе частот, поэтому наблюдается резо­нансная линия с характерной для неё шириной и формой, к-рая зависит как от природы парамагн. иона, так и от хар-ра внутрикрист. полей и может существенно отличаться от ширины и формы линии ЭПР.

Экспериментально АПР можно на­блюдать методом акустич. насыщения линий ЭПР и методом дополнит. зату­хания звука. В первом случае воз­буждение в исследуемом кристалле акустич. колебаний с той же частотой, на к-рой наблюдается ЭПР, приводит к уменьшению сигнала ЭПР, т. е. к насыщению резонансной линии; во втором — меняют напряжённость магн. поля, и при его значении, соот­ветствующем резонансному, измеряют дополнит. поглощение звука.

Тепловое движение атомов, дефек­ты крист. структуры и ряд др. фак­торов по-разному влияют на форму линий АПР и ЭПР, поэтому из спект­ров АПР можно получить дополнит. информацию о симметрии локального внутрикрист. поля парамагн. кри-

15
сталла, оценить влияние нарушения симметрии крист. поля в результате наличия дислокаций и случайных де­формаций решётки, непосредственно измерить параметры спин-фононного вз-ствия. АПР используется также для исследования металлов и ПП, в к-рых применение метода ЭПР затруднено из-за скин-эффекта.

• А л ь т ш у л е р С. А., Козы­рев Б. М., Электронный парамагнитный ре­зонанс соединений элементов промежуточных групп, 2 изд., М., 1972; Т а к е р Д ж., Рэмптон В., Гиперзвук в физике твер­дого тела, пер. с англ., М., 1975; Физичес­кая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 4, ч. А, М., 1969, гл. 2.



В. Г. Бадалян.

АКУСТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ МАГ­НИТНЫЙ РЕЗОНАНС (АЯМР), из­бирательное поглощение энергии акустич. колебаний (фононов), обуслов­ленное переориентацией магн. момен­тов ат. ядер в тв. теле, помещённом в постоянное магн. поле. Для боль­шинства ядер резонансное поглоще­ние наблюдается в области УЗ частот от 1 до 100 МГц. АЯМР аналогичен ядерному магнитному резонансу (ЯМР).

Природа резонансного поглощения фононов связана с передачей энер­гии упругой волны системе яд. спи­нов вследствие модуляции акустич. колебаниями разл. внутр. вз-ствий (см. Спин-фононное взаимодействие). Акустические колебания с часто­той v, распространяясь в в-ве, могут вызвать квант. переход ядра между магн. подуровнями, характеризуемы­ми разными направлениями спина, если энергия фонона равна разности между уровнями энергий. Переход с нижнего уровня ξ1 на верхний ξ2 сопровождается поглощением фонона,

Уровни энергии для ядра со спином I=3/2 в постоянном магн. поле. Стрелками изоб­ражены возможные переходы для АЯМР с m=±1 и с m=±2.

а переход с верхнего уровня на ниж­ний — его излучением. Поскольку при термодинамич. равновесии число ядер N2 на уровне с энергией ξ2 меньше, чем число спинов N1 на уровне ξ1 при акустич. колебаниях число актов поглощения превышает число актов излучения, и в результате происходит резонансное поглощение фононов — АЯМР и наблюдается резонансная линия с характерной для неё шири­ной и формой. При АЯМР разрешены переходы с магнитными квантовыми числами m= ±1, ±2 (рис.), в то время как в обычном ЯМР разрешены пере­ходы только с m=±1.

Экспериментально АЯМР наблюда­ется, как и акустический парамаг­нитный резонанс, в виде добавочного поглощения УЗ (метод прямого аку­стич. резонанса) или регистрацией насыщения линий ЯМР (метод акустич. насыщения ЯМР).

Применение АЯМР позволяет рас­ширить возможности ЯМР и получить дополнит. информацию о структуре тв. тел. АЯМР широко используется при исследованиях металлов и низкоомных ПП (напр., InSb), когда приме­нение методов ЯМР затруднительно вследствие скин-эффекта, не позволя­ющего эл.-магн. полю проникнуть внутрь образца. АЯМР — метод иссле­дования яд. спин-фононного вз-ствия; он позволяет изучать при комнатных температурах однофононные про­цессы, к-рые в ЯМР проявляются только при очень низких темп-рах, получать информацию о дислокациях и др. дефектах кристалла, о величине и природе внутренних магн. полей, а также о процессах тепловой релакса­ции в магн. материалах, в частности о роли вз-ствия фононов со спиновыми волнами (см. Магнитоупругие волны). АЯМР можно использовать для реги­страции нелинейных фонон-фононных вз-ствий в тв. телах (см. Нелинейное взаимодействие акустических волн).

• Кессель А. Р., Ядерный акустичес­кий резонанс, М.,1969; Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 4, ч. А, М., 1969, гл. 3; Магнитная квантовая аку­стика, М., 1977.



В. Г. Бадалян.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница