Na pervoj stranitse oblozhki predstavleni rezul'tati dvukh opitov. 1. Propustim cherez stal'nuyu provoloku postoyannij elektricheskij tok i raskalim ee dobela. Svechenie okhvatit vsyu poverkhnost'. Uvelichim plotnost' toka do nekotorogo predela, i vdrug provoloka-provodnik stanet polosatoj, kak zebra. Poloski kholodnogo i raskalennogo metalla razmerom do neskol'kikh millimetrov perekroyut ee s zagadochnoj periodichnost'yu, kak budto v raskalennikh secheniyakh provoloki est' tok, a mezhdu nimi ego net. 2. Odin konets vol'framovoj spirali nagreem, a drugoj okhladim. Neozhidanno metall nachnet tayat', kak sakhar v vode, v tekh zonakh, gde gradient temperaturi imeet maksimal'noe znachenie, khotya temperatura provoloki zdes' namnogo nizhe tochki plavleniya vol'frama. Zoni rastayavshego i tverdogo metalla obrazuyut periodicheskuyu tsepochku, kak i v pervom opite. Avtorami pokazano eksperimental'no, chto rezul'tati, kazalos' bi, izvestnikh elektricheskikh i teplovikh protsessov, osuschestvlennikh v opredelennikh usloviyakh, ne udaetsya ob'yasnit' s pozitsij klassicheskoj mekhaniki. Oni soglasuyutsya s printsipami kvantovoj mekhaniki, uchitivayuschej volnovuyu prirodu elektronnikh potokov, voznikayuschikh v metalle pod dejstviem elektricheskogo i teplovogo polej.
Larise Ivanovne Marakhtanovoj,
ee zabote, dobrote i terpeniyu avtori posvyaschayut etu knigu Opit – eto edinstvennoe dokazatel'stvo, kotoroe ubeditel'no
dlya vsekh i do kontsa.
P.L.Kapitsa V etoj knige mi rasskazhem o neozhidannikh yavleniyakh, zamechennikh nami v metallicheskikh provodnikakh elektricheskogo toka. Ikh strannij kharakter mi svyazivaem s kvantovoj prirodoj elektronov provodimosti, kotorie, kak prinyato schitat', zapolnyayut metall podobno gazu svobodnikh chastits. Dlya svoikh opitov mi vibrali elektricheskuyu lampu nakalivaniya, kotoraya, nesmotrya na kazhuschuyusya prostotu, zaklyuchaet v sebe massu poleznikh kachestv. Naprimer, ee elektricheskaya tsep' soderzhit neskol'ko posledovatel'nikh provodnikov, vipolnennikh pochti iz desyatka razlichnikh metallov. V rabotayuschej lampe eti provodniki imeyut temperaturu ot 450 do 2900 K. Plotnost' toka v kazhdom iz nikh razlichna i poroj sootvetstvuet elektricheskomu vzrivu metalla. Metalli etikh provodnikov obladayut raznoj teploprovodnost'yu, a sami provodniki okruzheni razlichnimi gazami ili ostatochnim vakuumom (v zavisimosti ot konstruktsii lampi). Parametri lampi legko izmerit'. Ee prozrachnaya kolba pozvolyaet nablyudat' izmenenie temperaturi provodnikov i vesti ikh skorostnuyu kinos'emku. Nakonets, lampa est' pod rukoj u kazhdogo, kto zakhochet povtorit' nashi opiti. Davno zamecheno, chto elektricheskij tok i metall inogda vzaimodejstvuyut neob'yasnimim obrazom. Porazitel'ni v etom smisle opiti frantsuzskogo fizika Georga Vertgejma (G.Wertheim). V 1844–1848 gg. on pokazal, chto nebol'shoj elektricheskij tok (primerno v 10 raz bolee sil'nij, chem v obichnoj elektroprovodke) suschestvenno menyaet kharakteristiki metallov. Ikh soprotivlenie na razriv umen'shaetsya, a modul' uprugosti snizhaetsya primerno na 20 % [V.1]. Poluchaetsya tak: esli net toka i svobodnie elektroni v metalle dvizhutsya khaoticheski, oni zaschischayut metall ot razriva, obespechivayut ego visokuyu uprugost'. No stoit sformirovat' iz nikh napravlennij potok, kak metall stanovitsya podatlivim k vozdejstviyu vneshnej sili. Svedeniya o rezul'tatakh raboti Vertgejma i pobudili nas k napisaniyu dannoj knigi. V 1931 g. Verner Klen (W.Kleen) v Germanii pokazal, chto tonkaya metallicheskaya provoloka prevraschaetsya v krasivuyu girlyandu businok i vzrivaetsya, kogda plotnost' toka v nej dostignet opredelennogo predela. Dovol'no krupnie oskolki vzorvannoj provoloki nesut v sebe elektricheskie zaryadi razlichnikh znakov: odna chast' stanovitsya polozhitel'noj, drugaya – otritsatel'noj. Bolee togo, dolyu oskolkov s zaryadom togo ili drugogo znaka mozhno regulirovat', izmenyaya parametri istochnika elektropitaniya [V.2]. V 2004 g. gruppa amerikanskikh uchenikh zafiksirovala kineticheskuyu energiyu atomov metallicheskogo para, voznikayuschego v rezul'tate elektricheskogo vzriva provoloki v vakuume. Ona okazalas' togo zhe poryadka, chto i energiya metallicheskoj svyazi vzorvannoj provoloki, ostavayas' v 2–6 raz nizhe poslednej [V.3]. V svoikh issledovaniyakh mi povtorili mnogie opiti nashikh predshestvennikov. Vmeste s tem mi ustanovili, chto izmeneniya formi i strukturi provodnika svyazani so skorost'yu drejfa potoka svobodnikh elektronov vnutri ego metalla [V.4, V.5]. Okazalos', chto dlya deformatsii nevazhno, kakim polem sformirovan etot potok: elektricheskim ili teplovim. Stalo ochevidnim, chto deformatsiyu metalla i dazhe perevod ego v zhidkoe sostoyanie mozhno vizvat', soobschiv dopolnitel'nuyu energiyu lish' elektronam provodimosti, a ne vsej masse metalla, kak eto trebuetsya, naprimer, pri traditsionnoj kovke ili plavlenii. Pri takom vozdejstvii zatrati energii na deformatsiyu metalla namnogo men'she, chem pri traditsionnom sposobe obrabotki. Neozhidanno provoloka prevraschalas' v zhidkost' pri temperature namnogo nizhe tochki plavleniya ee metalla [V.6]. I togda metall stanovilsya svoeobraznim istochnikom energii, kotoraya pomogala izmenit' ego fazovoe sostoyanie pri opredelennoj skorosti potoka svobodnikh elektronov [V.7]. Ne suschestvuet vakuumnikh priborov, v kotorikh elektronnij potok imel bi stol' visokuyu plotnost', kak v metallicheskoj provoloke. Krome togo, skorost' dvizheniya (skorost' drejfa) elektronnogo potoka v metalle nastol'ko mala, chto ee ne sozdash' v upomyanutikh priborakh. Ne vozniknut li neozhidannie yavleniya, esli maluyu skorost' drejfa etikh kvantovikh chastits nachat' plavno regulirovat' vnutri metalla? A esli oni vozniknut, to mozhno li vospol'zovat'sya uravneniyami kvantovoj mekhaniki primenitel'no k stol' malim skorostyam elektrona, i na kakie printsipi sleduet operet'sya v podobnom analize, – de Brojlya, Gejzenberga? Nam pomog sluchaj. Odnazhdi mi propustili elektricheskij tok po molibdenovoj provoloke, prevrativ ee v girlyandu businok. Zatem izmerili period Delta x cheredovaniya voznikshikh businok i vichislili skorost' drejfa upsilon D elektronov v protekavshem toke. Proizvedenie trekh velichin: perioda Delta x, massi elektrona m i skorosti upsilon D, – okazalos' blizkim k znacheniyu postoyannoj Planka h. Iskhodya iz etogo eksperimental'nogo fakta, mi obratilis' k printsipu neopredelennostej Gejzenberga, kotorij, po nashemu ubezhdeniyu, naibolee sootvetstvoval fizicheskomu smislu nablyudaemikh yavlenij. Soglasno etomu printsipu znachenie Delta x ekvivalentno protyazhennosti volnovogo paketa elektrona [V.8]. Ponyatie volnovogo paketa dalo nam povod predpolozhit', chto volnovie paketi svobodnikh elektronov poyavlyayutsya v metalle vsyakij raz, kogda skorost' drejfa elektronnogo potoka dostigaet opredelennogo znacheniya. Zatem otdel'nie paketi ob'edinyayutsya v uchastki kogerentnosti, zakhvativayuschie ves' provodnik po secheniyu. Potok elektronnogo gaza perestaet bit' odnorodnim i prinimaet diskretnie svojstva. Ego vozdejstvie na metall proyavlyaetsya v vide periodicheskikh deformatsii, nagreva i/ili plavleniya provodnika. Rezul'tati nashikh opitov mi otnosim k yavleniyam kvantovoj makroelektroniki, poskol'ku oni, vo-pervikh, soglasuyutsya s printsipami kvantovoj mekhaniki, vo-vtorikh, imeyut protyazhennost', sootvetstvuyuschuyu razmeram makromira (Delta x 0,001 m), i, v-tret'ikh, vizvani dvizheniem elektronov. Primerom ikh tekhnicheskogo primeneniya mozhet stat' protsess obrascheniya metalla v zhidkost' pri temperature namnogo nizhe tochki plavleniya ili razmernaya obrabotka metalla (kovka, shtampovka, volochenie) takzhe pri sravnitel'no nizkoj temperature [V.9]. Eto obeschaet snizhenie zatrat energii v operatsiyakh metalloobrabotki. Kniga napisana takim obrazom, chtobi rezul'tati predstavlennikh v nej opitov mozhno bilo proverit' v lyuboj laboratorii. Te vivodi, kotorie osnovani na printsipakh kvantovoj mekhaniki i kotorie esche ne udalos' proverit' opitnim putem, nazvani zdes' gipoteticheskimi. Odnako mi nadeemsya, chto bol'shinstvo iz nikh podtverditsya v buduschikh eksperimentakh. Avtori virazhayut iskrennyuyu priznatel'nost' za sotrudnichestvo svoim kollegam po rabote i uchebe v MGTU im.N.E.Baumana. Osobuyu blagodarnost' mi prinosim V.A.Sukhorukovu, Yu.A.Khokhlovu, G.K.Klimenko, D.V.Kirillovu, D.V.Dukhopel'nikovu, N.V.Vetchinkinu, V.V.Yaminskomu, V.V.Sinyavskomu, A.V.Zhukovu, V.V.Sidorenkovu, Yu.A.Bikovu, V.E.Kotovu, V.V.Gvozdevu, M.A.Kurzanovu, I.S.Ivanovu, N.S.Kashaevu i N.V.Nazinoj, bez lyubeznoj pomoschi kotorikh vryad li poyavilas' bi eta kniga. 15 noyabrya 2009 g.
Mikhail Konstantinovich MARAKhTANOV Doktor tekhnicheskikh nauk, professor. Okonchil MVTU
im. N.E.Baumana v 1964 g. Avtor proektov i razrabotchik
elektroraketnikh dvigatelej i vakuumno-plazmennoj tekhniki.
Doktor filosofii (PhD, University of California,
Berkeley). Okonchil MGTU im. N.E.Baumana v 1997 g.
Razrabotchik vakuumno-plazmennoj tekhniki.
|
Comprar en Perú: URSS. 200 pp. (Spanish). Rústica. 19.9 EUR
La presente edición de la obra Matemática en el tablero de ajedrez, del conocido ajedrecista y escritor Yevgueni Guik, consta de tres tomos, a lo largo de los cuales se describen diversos puntos de contacto entre estas dos actividades del intelecto humano. Se resuelven diversos tipos de problemas matemáticos... (Información más detallada) 376 pp. (English). Cartoné. 110.9 EUR
The present book includes the first full catalogue of Russian porcelain of the 18th and 19th centuries from the Vladimir Tsarenkov Collection. The collection has over 250 outstanding works by leading Russian manufactories — the Imperial Porcelain Factory in Saint Petersburg and the Gardner Porcelain... (Información más detallada) URSS. 144 pp. (Spanish). Rústica. 12.9 EUR
En el libro se describe de manera accesible y amena un sistema de ejercicios para el rejuvenecimiento facial. Los ejercicios se ilustran mediante fotografías que facilitan la comprensión del texto y permiten realizar individualmente la gimnasia. Los resultados alcanzados tras la realización del curso... (Información más detallada) URSS. 504 pp. (Spanish). Rústica. 32.9 EUR
Estamos tan habituados a que la ciencia describa la realidad mediante ecuaciones de asombrosa eficacia que raramente nos detenemos a pensar en la gentileza que demuestra el mundo prestándose a ello. ¿Por qué la naturaleza obedece reglas matemáticas tan magníficamente precisas?... (Información más detallada) URSS. 272 pp. (Spanish). Rústica. 21.9 EUR
El elemento clave de la física contemporánea es el concepto de campo cuántico. Hoy en día se considera que este constituye la forma universal de la materia que subyace a todas sus manifestaciones físicas. Este libro puede ser recomendado como una primera lectura para aquellos estudiantes y físicos de... (Información más detallada) URSS. 232 pp. (Spanish). Rústica. 19.9 EUR
Los problemas de los que se compone este libro atrajeron a los autores por su estética. Las preguntas ?`qué es lo que hace que nos guste uno u otro problema? y ?`cuál es la fuente de belleza y elegancia en la matemática? constituyen los temas fundamentales que se discuten en esta obra. La exposición... (Información más detallada) 896 pp. (Russian). Cartoné. 43.9 EUR
Полный сборник афоризмов в билингве малоизвестного в России глубокого мыслителя и изысканного писателя из Колумбии Николаса Гомеса Давиды (1913—1994) на тему истории, религии, культуры, политики, литературы. В КНИГЕ СОДЕРЖАТСЯ ПРОИЗВЕДЕНИЯ: Escolios a un texto implícito, 2 volúmenes.... (Información más detallada) URSS. 160 pp. (Spanish). Rústica. 14.9 EUR
El concepto de coherencia surgió en la óptica clásica. Hoy este concepto no sólo se ha convertido en un concepto general de la física, sino que se ha salido del marco de esta ciencia. En este libro el problema de la coherencia se estudia desde diferentes posiciones. Se examinan, además, las propiedades... (Información más detallada) URSS. 144 pp. (Spanish). Rústica. 12.9 EUR
En el libro se describe de manera accesible y amena un sistema de ejercicios para el rejuvenecimiento facial. Los ejercicios se ilustran mediante fotografías que facilitan la comprensión del texto y permiten realizar individualmente la gimnasia. Los resultados alcanzados tras la realización del curso... (Información más detallada) URSS. 136 pp. (Spanish). Rústica. 15.9 EUR
La teoría cuántica es la más general y trascendente de las teorías físicas de nuestros tiempos. En este libro se relata cómo surgieron la mecánica cuántica y la teoría cuántica de campos; además, en una forma accesible se exponen diferentes tipos de campos físicos, la interacción entre ellos y las transformaciones... (Información más detallada) |