Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
сделать стартовой добавить в избранное
Кефирный гриб на сайте www.za4et.net.ru

Математика Математика

Передний край теоретической физики: теплопроводность одномерного кристалла

Фонарь садовый «Тюльпан».
Дачные фонари на солнечных батареях были сделаны с использованием технологии аккумулирования солнечной энергии. Уличные светильники для
106 руб
Раздел: Уличное освещение
Мыло металлическое "Ликвидатор".
Мыло для рук «Ликвидатор» уничтожает стойкие и трудно выводимые запахи за счёт особой реакции металла с вызывающими их элементами.
197 руб
Раздел: Ванная
Карабин, 6x60 мм.
Размеры: 6x60 мм. Материал: металл. Упаковка: блистер.
44 руб
Раздел: Карабины для ошейников и поводков

Передний край теоретической физики: теплопроводность одномерного кристалла И.П.Иванов Теоретическая физика, несмотря на многочисленные успехи, до сих пор сталкивается с задачами, которые она должна, но пока не может решить. Многие из таких задач возникают при попытке объяснить макроскопические свойства тел, исходя из их микроскопического строения. В этой заметке рассказывается о том, как выглядят исследования в этой области на примере, казалось бы, безобидной задачи о теплопроводности одномерной цепочки атомов. Теоретическая физика и проблема микроскопического описания тел Теоретическая физика интересна и сама по себе, однако, ее красота и сила проявляются в самой полной форме тогда, когда с ее помощью удается описать какое-либо наблюдаемое явления, какой-то кусочек нашего мира. Когда вместо эмпирических полуописательных формул, то работающих, то не работающих в той или другой области параметров, вдруг возникает единое простое уравнение, которое охватывает сразу все случаи. Когда вдруг приходит понимание, что какое-то непонятное ранее явление вовсе не "лишнее", а с необходимостью следует из общих свойств нашего мира. Когда из нескольких утверждений теоретическая физика форсированно выводит все наблюдаемые явления. Хорошо бы, если бы так было всегда. Но, к сожалению, до сих пор есть много неуклюжих моментов, когда теоретическая физика, стартуя с простых и общих правил, запутывается в дебрях математики и не может "пробиться" к какому-то реально наблюдаемому явлению. В результате ученые временно вынуждены описывать такое явление с помощью мнемонических правил и приближенных формул. Оно может уже даже применяться в науке и в промышленности, но когда теоретик снова возвращается к этому эффекту, внутри него возникает грызущее чувство: приручить-то приручили, а понять толком не можем. Что-то ускользает. Такие проблемы часто возникают при попытке описать макроскопические тела с микроскопической точки зрения. С одной стороны, мы знаем, что все состоит из атомов и молекул, которые взаимодействуют друг с другом по вполне понятым законам. С другой стороны, с макроскопической точки зрения, мы видим вокруг себя бесконечное разнообразие веществ и материалов с самыми необычными свойствами. Поэтому возникает серьезная задача для теоретической физики - связать эти две картины, вывести макроскопические свойства вещества (например, плотность, теплоемкость, температура плавления и кипения, вязкость, поверхностное натяжение, теплопроводность и многие другие), исходя из его микроскопического строения. То есть, выяснить, как же это так происходит, что движение отдельных атомов, в конце концов, образует некое сплошное вещество с присущими только ему свойствами. Частично теоретическая физика эту задачу решила. Самый простой пример: свойства разреженных газов. Исходя из очень простой, но достаточно правдоподобной модели (газ - это молекулы, хаотично летающие по сосуду и сталкивающиеся со стенками), теорфизика смогла объяснить, что такое давление газа и чему оно равно. Другими словами, если раньше уравнение состояния газа PV = R являлось чисто экспериментальным фактом, то теперь оно было выведено из такой микроскопической картины.

Однако ситуация не столь безоблачна, когда речь о конденсированном состоянии вещества: то есть, о жидкостях и твердых телах. Конденсированное состояние представляет для теории гораздо большую проблему, нежели разреженные газы. Ведь в газах столкновения молекул достаточно редки, так что ими можно или пренебречь совсем, или учесть с хорошей точностью в приближении парных, тройных и т.д. столкновений. В жидкости или в твердом теле все совсем не так. Там каждая молекула постоянно взаимодействует сразу с несколькими соседями, и поэтому поатомное описание такого процесса невозможно. Здесь приходится прибегать к хитростям: строить точно решаемые модели либо пытаться провести численный анализ. Иногда это работает, иногда нет. Судя по количеству публикаций в этой области, можно с полным на то основанием сказать, что это - один из передних фронтов современной теоретической физики. Теплопроводность одномерной цепочки: постановка проблемы Одна из нерешенных проблем в этом направлении - вывести теплопроводность кристаллической решетки хотя бы в одномерном случае, то есть показать, как именно одномерная цепочка атомов проводит "тепло". Казалось бы, что в этом трудного! Рассматриваем одномерную цепочку атомов, связанных некими силами, пишем определенный вид межатомного взаимодействия, и запускаем модель на численный счет. Это, в самом деле, сделать несложно, но вот только результаты получаются крайне неудовлетворительные. Что значит "неудовлетворительные"? Взгляните на Рис.1, где показан стационарный профиль температуры внутри какого-нибудь макроскопического тела. Если с одной стороны тела поддерживается высокая температура, а с другой - низкая, то в теле возникает поток тепла, который и приводит к возникновению показанного профиля температур. Это и есть явление теплопроводности. Интересно выяснить, будет ли такая же картина получаться и в результате численного моделирования нашей одномерной цепочки. Оказывается - ничего похожего. На Рис.2 показано, как меняется профиль локальной температуры цепочки в зависимости от количества атомов в ней. Мы видим, что чем больше частиц в цепочке, тем меньше походит результат моделирования на реальное физическое явление. Другими словами, попытка описать на уровне атомов такое простое явление как теплопроводность кристалла не увенчалась успехом: с увеличением числа частиц теплопроводность кристалла стремится к бесконечности. Ситуация, конечно же, тревожная. Ведь мы же понимаем, что кристаллические твердые тела имеют решетку, мы понимаем, какие силы действуют между атомами этой решетки. Так почему же не удается описать такое казалось бы понятное явление?! Проблема эта стоит перед теоретиками достаточно давно, и долгое время все попытки придумать хотя бы одну модель, которая демонстрировала бы конечный, не зависящий от количества частиц коэффициент теплопроводности, заканчивались крахом. Зато появлялись результаты, которые еще более усугубляли проблему: например, строгое доказательство того, что в так называемых интегрируемых моделях теплопроводность обязана быть бесконечной . Но ведь весь мир вокруг нас демонстрирует совершенно противоположный эффект! Так где же тут подвох? Неужели наши представления о микроскопической структуре твердых тел неверны? Или может быть, мы выбираем не те модели для межатомного взаимодействия? А может быть есть какие-то глубокие проблемы внутри статистической физики или в квантовой теории атомов и молекул? Правильный путь, возможно, найден Эти вопросы мучили теоретиков несколько десятилетий.

И лишь в последнее время усилиями нескольких исследовательских групп начало приходить понимание (точнее, пока что только подозрение на понимание), что главную роль в этом явлении должен играть детерминированный хаос (хаотическое поведение системы под действием вовсе не хаотического воздействия). Именно он, по-видимому, ответствен за возникновение разнообразных необратимых явлений в системах, микроскопическая эволюция которых обратима во времени. Как же хаотичность в одномерном кристалле может помочь нашей проблеме? В работе предлагается следующее описание эффекта. В строго периодической цепочке возникают коллективные колебания, фононы, которые распространяются вдоль цепочки без затухания, без какого-либо "трения". Эти фононы, двигаясь от одного края цепочки к другому, и переносят тепло. В реальности же фононы, возникающие в кристаллических телах, рассеиваются, гасятся на случайных неоднородностях, на случайных возмущениях решетки. В результате механизм переноса тепла в реальных телах - не фононный, а диффузионный, то есть "от частицы к частице". Вполне естественно желание проверить, будет ли такой механизм "гашения" фононов работать и в нашей модели. Итак, вводим в модель какую-либо хаотичность, какой-нибудь беспорядок. Например, в работе массы частиц в цепочке были не одинаковы, а случайно менялись в некоторых определенных пределах от одной частицы к другой. При всей искусственности такого предположения, это все-таки некий способ ввести в модель хаотичность. Для сил межатомного взаимодействия выбиралось несколько различных моделей. Результаты моделирования поведения такой цепочки выглядят обнадеживающими. Ученым удалось найти несколько моделей, в которых профиль температуры стремился к прямой (Рис.1) при увеличении числа частиц. Однако было обнаружено, что это происходит вовсе не для всех типов межатомных потенциалов. В частности, крайне важной оказалась ангармоничность потенциала (т.е. потенциал должен был иметь вид не U = k(x1 - x2)2/2, а, например, U = k(x1 -x2)2/2 b(x1-x2)4/4): ангармоническая добавка обеспечивала неинтегрируемость модели. Авторы работы пришли к выводу, что существуют, по крайней мере, два необходимых условия для возникновения нормальной теплопроводности: неинтегрируемость системы и присутствие детерминированного хаоса. Однако авторы признают, что, несмотря на некоторые успехи, полного понимания в этой области до сих пор нет. Список литературы   Z.Rieder e al, J. Ma h. Phys. 8 (1967) 1073. B.Hu, B.Li a d H.Zhao, Phys.Rev.Le . 86 (2001) 63; Phys.Rev.E 61 (2000) 3828. Список литературы

Белецкая Ванда Хирурги Ванда БЕЛЕЦКАЯ Хирурги Ванда БЕЛЕЦКАЯ Ванда Владимировна Белецкая родилась в Москве, окончила Историко-архивный институт. Сразу после окончания института начала работать в редакции журнала "Огонек". Сейчас она заведует отделом науки и техники, член редколлегии журнала "Огонек". С командировочным удостоверением редакции Ванда Белецкая побывала на Дальнем Востоке и на Украине, в Сибири и на Кавказе, в Заполярье и Средней Азии. В своих очерках она рассказывает о нелегком, порой героическом труде ученых -- медиков, геологов, физиков, биологов, астрономов, тех, кто работает на переднем крае советской науки. Белецкая -- автор очерковых и научно-популярных книг "Техника и эстетика", "Луч из антимира", "Гордость отечества". В 1981 году она удостоена звания "Заслуженный работник культуры РСФСР". СОДЕРЖАНИЕ - Вместо предисловия - Ядро успеха - "Душа кафедры" - "Не Маят, а маяк" - Учитель об ученике - История болезни No - День рождения - Точность - Немного истории - Новая профессия магнитов - "Милосердие -- наше призвание" - Терапевт среди хирургов - Лечить, но как? - Главное -- метод и направления - Без скальпеля "Все отдать, чтоб побороть недуг, цель свята, но святость этой мысли требует предельно чистых рук в прямом и переносном смысле"

1. Вопросы классической теоретической физики: какие мы и кто мы на самом деле?

2. Современная теоретическая физика о параллельных и вложенных малых мирах-вселенных

3. Теоретические основы методов обучения физике

4. Физика звезд

5. Теоретическое значение антропологии

6. Обзор методов и способов измерения физико-механических параметров рыбы
7. Приморский край
8. Экономико-географическая характеристика Хабаровского края

9. Степные реки Краснодарского края

10. Сравнительная характеристика Калининградской области и Приморского края

11. Широкозонная система спутниковой дифференциальной навигации (теоретический аспект)

12. Бюджетный процесс ( и налоговый кодекс, налоговая декларация, закон Красноярского края "о плате за землю")

13. Культура и быт Тамбовского края в XVIII в.

14. Создание Татарской АССР и правительственная политика Казанского края в 16в.

15. Опорный край державы. Урал в период ВОВ и его вклад в победу

16. Теоретические аспекты между бюджетами всех уровней с помощью деятельности Федерального Казначейства

Фоторамка-коллаж для 6 фото, 46x32 см, арт. 37943.
Фоторамка украсит интерьер помещения оригинальным образом и позволит сохранить на память изображения дорогих вам людей и интересных
608 руб
Раздел: Мультирамки
Пароварка-блендер Happy Baby "Fusion".
Малыш растёт, и вскоре грудного молока уже становится недостаточно для полноценного питания растущего организма, которому требуются
3899 руб
Раздел: Блендеры
Кружка фарфоровая "Королевские собаки", 485 мл.
Кружка фарфоровая. Объем: 485 мл.
322 руб
Раздел: Кружки

17. Предмет исследования теоретической грамматики. Грамматический строй английского языка

18. Анализ стихотворения А.А. Блока "О! Весна без конца и без краю!"

19. Готфрид Лейбниц - немецкий историк, математик, физик, юрист

20. Тверской край в 1917 году

21. "Уравнения математической физики", читаемым авторов на факультете "Прикладная математика" в МАИ

22. Одномерная эхоэнцефалография и повышение внутричерепного давления у детей
23. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИЙ УПРАВЛЕНИЯ В ПОДРАЗДЕЛЕНИЯХ ОМОН И ВНУТРЕННИХ ВОЙСКАХ МВД РОССИИ (низшие структурные подразделения: отделение, взвод)
24. Теоретические основы активизации познавательней деятельности младших школьников

25. Методы поиска и исследований в преподавании физики

26. Тест по методике преподавания физики общие и частные вопросы

27. Теоретические основы социально-педагогической работы с учащимися в микрорайоне

28. Физико-химические изменения, происходящие при приготовлении блюда "Борщ украинский с пампушками"

29. Теоретическая политология (Часть 1)

30. Физико-статистическая оценка ресурса теплообменных труб с начальными дефектами производства в виде трещин

31. Теплопроводность через сферическую оболочку

32. ТО и ремонт передней подвески

Бальзам для волос "Natura Siberica" Легкое расчесывание, 250 мл.
Детский бальзам для волос "Natura Siberica" бережно ухаживает за волосами, не спутывая их. Специальная формула бальзама помогает
330 руб
Раздел: Экстракты, сборы
Набор деревянных кукол.
Игрушка способствует развитию логики, моторики и творческих способностей ребенка. В наборе 6 кукол: мама и папа, мальчик и девочка,
1031 руб
Раздел: Классические куклы
Детские подгузники-трусики "Nepia. Genki!" (для мальчиков и девочек), 13-25 кг (размер XXL), 18.
Подгузник изготовлен по последним технологиям из невероятно мягкого материала, идеально фиксируется, обеспечивая комфорт и надежную
703 руб
Раздел: Обычные

33. Разработка технологического процесса ТР переднего моста автомобиля ГАЗ-31029

34. Психология малой группы: теоретические и прикладные аспекты

35. Теоретические аспекты делового общения

36. Жидкие кристаллы

37. Автоматизированное проектирование СБИС на базовых матричных кристаллах

38. Теоретические основы радиолокации
39. Теоретическая социология (часть 2)
40. Физика

41. Предмет физика

42. Мир дискретных объектов - физика частиц. Модель частицы /корпускула/. От физики Аристотеля до физики Ньютона

43. Физика

44. Нильс Бор в физике 19-20 вв.

45. Экзаменационные билеты по физике

46. Физика: Движение

47. Ответы на экзаменационные вопросы по физике: 9 класс

48. Теплопроводность через сферическую оболочку

Альбом для коллекционирования наклеек "Чемпионат мира по футболу FIFA 2018", с наклейками.
Альбом "Чемпионат мира по футболу FIFA 2018" - это место для хранения 682 коллекционных наклеек. Формат альбом: 232х270 мм. В
2749 руб
Раздел: Канцтовары, хобби
Набор мисок с крышками "Loraine", 6 предметов.
В наборе 3 миски с крышками. Материал: стекло. Крышка: полипропилен. Размер: 16 см, 18 см, 20,7 см. Объем: 370 мл, 650 мл, 1,0 л. Цвет:
923 руб
Раздел: Наборы
Мягкий пол универсальный, желтый, 60x60 см (4 детали).
4 детали - 1,5 кв.м. Размер кромки: от 1,5 см до 3 см. Толщина деталей около 9 мм. Пол идет в комплекте с кромками.
1080 руб
Раздел: Прочие

49. Лекции по физике за 3 семестр

50. Справочник по физике (Шпаргалка) (Лексикон)

51. Примерные экзаменационные билеты по физике (11 класс)

52. Ответы на билеты за 10 класс для школ с физико математическим уклоном

53. Физика (лучшее)

54. Глобальная история Вселенной (физика)
55. Профессии жидких кристаллов
56. Вступительные билеты и ответы по физике для поступающих на заочное отделение в Саратовский государственный аграрный университет (СГАУ)

57. Эксперимент как средство оценки качества теоретического знания

58. Билеты по физике за весь школьный курс

59. Шпаргалка по всему курсу физики (как ее преподают в Днепропетровском Государственном Техническом Университете Железнодорожного Транспорта)

60. Спектры и спектральный анализ в физике

61. История теоретического изучения течения жидкости в картинках и примерах

62. Ответы на билеты по физике за 9 класс

63. Что изучает физика?

64. Углубленные экзаменационные билеты по физике и ответы (11 класс)

Коврик массажный "Микс лес".
Массажные коврики представляют собой отдельные модули, которые соединяются между собой по принципу "пазл". Массажные элементы,
1296 руб
Раздел: Коврики
Набор утолщенных фломастеров (24 цвета).
Яркие цвета. Проветриваемый и защищенный от деформации колпачок. Помогают научиться координировать движения рук.Толщина стержня 5
603 руб
Раздел: 13-24 цвета
Подушка "Green Line. Бамбук", 70х70 см.
Удобные и практичные постельные принадлежности, изготовленные с применением ткани нового поколения из микрофиламентных нитей Ultratex и
788 руб
Раздел: Размер 70х70 см

65. Методы поиска и исследований в преподавании физики

66. Ответы к экзаменационным билетам по физике 11 класс (ответы к 29 билетам)

67. Введение в физику твердого тела. Начало квантовой механики

68. Экзаменационные билеты по физике 11 класс

69. Моделирование в физике элементарных частиц

70. Шпаргалки по физике за 2 курс, 2 сесестр (УГТУ-УПИ)
71. Физика (билеты с ответами)
72. Движение тел переменной массы. Основы теоретической космонавтики

73. Уровни научного знания эмпирический, теоретический, метеотеоретический

74. Основные теоретические аспекты Д. Юма

75. Герберт Маркузе "Одномерный человек"

76. Физико-химические свойства нефтей Тюменского региона

77. Нитрид бора и его физико-химические свойства

78. Кейнсианство и его основные теоретические положения

79. Анализ перспектив развития внешнеэкономического сотрудничества Ставропольского края с Украиной

80. Теоретическое обоснование инновационного развития общеобразовательных учреждений

Пакеты для хранения и заморозки грудного молока, 15 штук.
Пакеты для молока предназначены для хранения и заморозки грудного молока. Пакеты стерильны и полностью готовы к использованию. Пакеты с
351 руб
Раздел: Молокоотсосы, аксессуары
Магнит для досок Hebel Maul 6166099, сферический, 10 штук.
Магнит яркого цвета и обтекаемой формы не только надежно удержит листы бумаги на магнитно-маркерной поверхности, но и поможет расставить
500 руб
Раздел: Магниты канцелярские
Набор из 2 мягких ракеток с мячом, арт. Т59921.
Набор для игр с мячом и круглыми, мягкими, ярко оформленными ракетками "батут" оценят, как взрослые, так и дети. Игра с такими
353 руб
Раздел: Ловушки мячей, кэтчбол, огоспорт

81. Фондовый рынок в России: теоретический и современный аспект

82. Теоретическое наследие Дж.М. Кейнса

83. Предмет, цели и задачи теоретической экономики

84. Статистистический анализ туризма и отдыха в Краснодарском крае

85. Анторопово- одно из старейших сел Назаровского Района Красноярского края

86. Донецкий край в древности
87. Народное образование Сибирского края
88. Соціальне становище Запорізького краю

89. Из истории благотворительности и меценатства в Ярославском крае

90. Разработка теоретической базы создания ракетно-ядерного оружия и современного океанского флота

91. Искусственный интеллект и теоретические вопросы психологии

92. Теоретические основы археографии с позиций современности

93. Форма и содержание: теоретический очерк

94. Искусство передней Азии

95. Кидайся в края...(заметки о Багрицком)

96. Край родной, навек любимый

Пакеты с замком "Zip-Lock", 30х40 см (100 штук).
Размер: 30х40 см. Толщина: 40 мкм. В упаковке: 100 штук. Материал: полиэтилен (ПВД).
324 руб
Раздел: Пакеты для продуктов
Кружка фарфоровая "FIFA 2018. Забивака. Без рук!", 400 мл.
Объем: 400 мл. Материал: фарфор.
358 руб
Раздел: Кружки, посуда
Набор "Скорая помощь".
Набор "Скорая помощь" будет прекрасным подарком для любого ребенка, отлично подойдет для сюжетно-ролевых игр. Выполнен в виде
763 руб
Раздел: Наборы доктора

97. Умозаключения по аналогии в математике и физике

98. Теоретические аспекты маркетинга

99. Ответы на экзаменационные вопросы по теоретической механике


Поиск Рефератов на сайте za4eti.ru Вы студент, и у Вас нет времени на выполнение письменных работ (рефератов, курсовых и дипломов)? Мы сможем Вам в этом помочь. Возможно, Вам подойдет что-то из ПЕРЕЧНЯ ПРЕДМЕТОВ И ДИСЦИПЛИН, ПО КОТОРЫМ ВЫПОЛНЯЮТСЯ РЕФЕРАТЫ, КУРСОВЫЕ И ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ. 
Вы можете поискать нужную Вам работу в КОЛЛЕКЦИИ ГОТОВЫХ РЕФЕРАТОВ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ, выполненных преподавателями московских ВУЗов за период более чем 10-летней работы. Эти работы Вы можете бесплатно СКАЧАТЬ.