Большая техническая энциклопедия
2 3 6
A N P Q R S U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
УГ УД УЗ УК УЛ УМ УН УП УР УС УТ УУ УХ УЧ УШ УЩ УЭ

Упругое соударение

 
Упругое соударение особенно часто встречается между системами, у которых нет никаких внутренних механизмов, никаких шестеренок, маховиков или других частей. В таких случаях кинетическая энергия не может ни на что растратиться: ведь разлетающиеся тела находятся в тех же условиях, что и налетающие. Поэтому между элементарными объектами соударение всегда или почти всегда упругое. Говорят, например, что соударение между атомами и молекулами абсолютно упругое. Хотя это действительно очень хорошее приближение, но и эти соударения не абсолютно упругие; в противном случае трудно было бы понять, откуда у газа берется энергия на излучение тепла и света. Иногда при столкновениях молекул газа испускаются инфракрасные лучи, однако это случается крайне редко и к тому же излученная энергия очень мала, так что для многих целей столкновения молекул газа можно рассматривать как абсолютно упругие.
Упругие соударения возникают тогда, когда электроны обладают сравнительно небольшой скоростью, а следовательно, и небольшой кинетической энергией. При упругих соударениях изменяются лишь скорость и направление движения соударяющихся частиц ( атомов и электронов) и не происходят качественные изменения внутри атома.
Упругие соударения те, при которых обмениваемая энергия полностью передается в соударении. Соударения не упруги, если атом получает или теряет внутреннюю энергию.
Схема энергетических переходов при комбинационном рассеянии ( Н - постоянная Планка. ft п / е. Упругие соударения фотонов с молекулами вещества вызывают рэ-леевское рассеяние. При неупругом столкновении несколько изменяются энергия фотона и его частота.
Происходит почти упругое соударение, и они разлетаются в противоположные стороны с несколько меньшими скоростями.
Рассмотрим упругое соударение молекулы со стенкой. При столкновении нормальная проекция скорости меняет знак, а касательная сохраняет свое значение.
Вследствие упругих соударений молекул газа между собой, а также о стенку сосуда они постоянно меняют скорость и направление движения. Суммарное воздействие всех молекул на стенку проявляется как давление газа.
При упругом соударении двух тел, например двух костяных или стальных твердо закаленных шариков, происходит упругая деформация шариков, поверхности соударяющихся тел вдавливаются и сила давления вследствие деформации шариков изменяет их скорость.
При упругом соударении кинетическая энергия остается неизменной, при неупругом - часть кинетической энергии расходуется на внутреннюю работу - возбуждение или ионизацию. Поэтому после соударения энергия частицы уменьшится. Возбуждение и ионизация частицы возможны только в том случае, если кинетическая энергия ударяющейся частицы будет больше работы возбуждения или ионизации.
При упругом соударении кинетическая энергия остается неизменной, при кеупругом - часть кинетической энергии расходуется на внутреннюю работу - возбуждение или ионизацию. Поэтому после соударения энергия частицы уменьшится. Возбуждение и ионизация частицы возможны только в том случае, если кинетическая энергия ударягощейся частицы будет больше работы возбуждения или ионизации.
При упругих соударениях сталкивающиеся частицы обмениваются энергиями, но при этом сумма кинетических энергий их остается неизменной. Электроны отдают атомам незначительную долю своей энергии, недостаточную для возбуждения или ионизации атома. В результате электроны после упругих соударений меняют направление скорости, мало изменив свою энергию.
При упругом соударении сохраняются импульс и энергия системы. Задача состоит в нахождении скоростей после столкновения по известным скоростям до столкновения. Проще всего рассматривать столкновение частиц в системе координат, где центр масс соударяющихся частиц покоится.
В упругих соударениях с тяжелыми частицами электроны, обладающие исчезающе малыми массами, практически не передают свою энергию и не получают ее извне: обмен кинетическими энергиями весьма незначителен. Существенно, что какая-то часть соударений все же вызывает возбуждение и ионизацию молекул газа: зачастую даже этой небольшой части бывает достаточно, чтобы поддерживать материальный баланс ллазмы. Следует отметить, что ввиду малости размеров соударения между электронами имеют ничтожную вероятность и в результате этого электронная температура может быть существенно более высокой, чем газокинетическая.
При упругом соударении на протяжении кратковременного соприкосновения тела двигаются с общей скоростью, затем они разлетаются и продолжают двигаться с разными скоростями.

При упругом соударении сумма энергий соударяющихся тел не изменяется, а при неупругом соударении, для которого выполняется условие &. Оба этих процесса представляют собой идеализированные частные случаи.
Кривые зависимости интенсивности рассеянного рент. При упругом соударении фотон не может передать элек.
При упругом соударении частиц со стенкой абсолютные значения скорости частицы и угла между вектором скорости и осью колонны остаются без изменения. Поэтому массообмен между частицей и потоком после соударения будет таким же, как если бы стенки не было, но частица продолжала бы лететь в том же направлении.
При абсолютно упругом соударении двух одинаковых шаров происходит обмен скоростями. Движущийся шар останавливается, а покоящийся приобретает его скорость.
При упругих соударениях ядер атомов с нейтронами, а также при соударениях с атомами отдачи в облучаемой среде образуется значительное количество различных атомов с кинетической энергией, значительно превышающей тепловую - так называемых горячих атомов. Реакции горячих атомов выходят за круг вопросов, рассматриваемых в этой книге. Здесь будут изложены только некоторые данные, касающиеся непосредственно реакций атомов отдачи.
При упругих соударениях ядер атомов с нейтронами, а также при соударениях с атомами отдачи в облучаемой среде образуется значительное количество различных атомов с кинетической энергией, значительно превышающей тепловую - так называемых горячих атомов. Эти атомы также способны производить возбуждение и диссоциацию молекул и тем самым вызывать химические реакции. Реакции горячих атомов выходят за круг вопросов, рассматриваемых в этой книге. Здесь будут изложены только некоторые данные, касающиеся непосредственно реакций атомов отдачи.
Нейтрон испытал упругое соударение с первоначально покоившимся дейтроном.
Нейтрон испытывает упругое соударение с а - частицей, а затем упруго отразившись, соударяется с другим атомом гелия. Считая, что при упругих соударениях суммарная энергия частиц сохраняется и оба соударения были центральными, определить, во сколько раз изменилась энергия нейтрона после двух соударений.
Чем отличаются упругие соударения от неупругих.
Если учитываются только упругие соударения, происходящие с энергией, не меньшей е, то ( см. гл.
Согласно законам упругих соударений [ ср.
Однако теория упругих соударений не может объяснить все явления, происходящие при ядерных превращениях. Она совершенно не рассматривает явлений, происходящих при изомерном переходе и - распаде, когда энергия отдачи недостаточна для разрыва химических связей в материнской молекуле.
Применив к упругому соударению шаров массами т и т - законы сохранения, рассчитать, какую долю х своей энергии теряет нейтрон ( т 1 а.е.м.) при лобовом соударении с покоящимся ядром массой / я2 М ( а.
Быстрые нейтроны претерпевают упругие соударения, подобные столкновениям биллиардных шаров, передавая выбитым атомам энергию, достаточную для того, чтобы они могли оторваться от молекулы или решетки. Обладая высокой энергией, они вызывают возбуждение как вторичный эффект.

Быстрые нейтроны испытывают упругие соударения с ядрами водорода, содержащимися в эмульсии. Эти ядра теряют свою энергию в результате ионизации, что в свою очередь ведет к почернению эмульсии. В обычных фотослоях такое почернение очень мало. Поэтому вместо них используют плотные эмульсии, в которых под микроскопом можно наблюдать отдельные треки от каждого пролетевшего быстрого протона. По длине таких треков можно судить об энергии протонов, а следовательно, и об энергии первичных нейтронов.
Если это лобоеие упругое соударение, то как будут двигаться А и В.
Первый случай представляет собой упругое соударение ( упругое взаимодействие) электрона с частицей газа. Взаимодействие, сопровождаемое передачей кинетической энер гии движения электрона атому в виде энергии возбуждения или энергии ионизации, называется неупругим соударением электрона, и притом неупругим соударением первого рода.
В дальнейшем процесс упругого соударения будет рассматриваться с точки зрения двух систем координат, равномерно движущихся относительно друг друга. Разница между рассмотрением этого процесса в механике Ньютона и в теории - относительности будет состоять в том, что в первом случае будут использованы преобразования Галилея, а во втором - преобразования Лоренца, точнее - вытекающие из этих преобразований законы сложения скоростей.
Даже во время упругого соударения происходит кажущаяся временная потеря кинетической энергии. Мы видели, что эта утраченная кинетическая энергия может быть в конце концов восстановлена. Если силы взаимодействия зависят только от относительного положения тел, утраченная энергия фактически остается запасенной в системе. Эта энергия называется потенциальной энергией. Она является темой следующей главы.
Что произойдет со временем упругого соударения, когда бита движется по направлению к мячу.
В качестве примера упругого соударения ядерных частиц можно привести соударение положительно заряженного ядра гелия ( ос-частицы) с ядром другого атома, также несущим положительный заряд, если при взаимодействии не происходит перестройка атомного ядра. При этом непосредственного соприкосновения частиц не происходит.
Определить среднее число упругих соударений быстрого нейтрона при замедлении его от энергии 2 Мэв до тепловой 0 025 эв а) в U238, б) в графитовом замедлителе.
В задаче об упругом соударении двух частиц рассматривается такой случай, в котором после короткого взаимодействия ( в момент удара) массы покоя частиц остаются неизменными.
Частица массы m испытывает упругое соударение с неподвижной частицей такой же массы.
При решении задач на упругие соударения учтите: если при упругом ударе тела находятся в движении до и после взаимодействия, то для определения скоростей этих тел необходимо применять одновременно закон сохранения импульса и закон сохранения энергии.
Если а 1 ( абсолютно упругое соударение), этот результат переходит в результат предыдущей задачи. При уменьшении а уменьшается tg 9, а при a ( m / Af) он обращается в нуль. Если a m / M, полученная нами формула теряет смысл. Это и понятно: при столь малых значениях a um оц м, поэтому рассеяние на прямой угол становится невозможным.
Если а 1 ( абсолютно упругое соударение), этот результат переходит в результат предыдущей задачи. При уменьшении а уменьшается tg6, а при а т / М он обращается в нуль. Если а т / М, полученная нами формула теряет смысл. Это и понятно: при столь малых значениях а и т Оц.
В соответствии с теорией упругих соударений, начальная энергия атомов отдачи мало влияет на вторичное удержание в виде материнской молекулы в результате высокоэнергетических реакций атомов отдачи при замедлении атомов отдачи соударениями с атомами равной массы.
Тогда нейтроны будут подвергаться упругому соударению с ядрами азота вместо ядер водорода; выражение же, полученное в пункте ( а), остается в силе, если в нем вместо VH писать VN и т ц вместо тн. Поэтому если vn и UN измерены в особом эксперименте, то скорость vn может быть исключена с помощью двух уравнений для Н и N. Значения, полученные Чэдвиком, таковы: t n 3 3 - 109 см / сек и Ун 0 47 - 109 см / сек.

В плазме наряду с упругими соударениями существенную роль играют неупругие соударения, в ходе которых изменяется суммарная величина кинетической энергии соударяемых частиц, а во многих случаях также их природа.
Теперь рассмотрим задачу об упругом соударении двух частиц в системе центра масс. В этой системе суммарное количество движения равно нулю, поэтому обе частицы будут двигаться навстречу друг другу и после удара будут разлетаться с одинаковыми и противоположными количествами движения.
В большинстве случаев имеет место упругое соударение, а так как масса молекулы много больше массы фотона, то энергия падающего фотона не изменяется и в рассеянном спектре наблюдаются линии падающего света, которые мы называем основными. Однако наряду с таким рассеянием возможно и рассеяние с частичным изменением энергии фотона. При столкновениях фотон может или отдать часть своей энергии молекуле и перевести ее из нормального состояния в возбужденное, или же получить энергию от молекулы, переходящей из возбужденного состояния в нормальное. В первом случае рассеянный фотон будет обладать меньшей частотой - образуется красный спутник; во втором случае - большей частотой и образуется фиолетовый спутник. При этом следует иметь в виду, что энергия молекулы может изменяться только дискретно. Допустим, что на возбуждение молекулы требуется затратить некоторую энергию А; такое же количество энергии молекула отдает, переходя в нормальное состояние.
Быстрый электрон претерпевает также и упругие соударения с атомами, однако, ввиду очень малой массы электрона, последний практически не передает почти никакой энергии атому при таком столкновении. Вся энергия электрона теряется, таким образом, либо на возбуждение атомов, либо на ионизацию. Электрические разряды в газах, как, например, тлеющий или коронный разряды, не являются, собственно говоря, излучением, однако механизм передачи энергии в этих явлениях такой же, как и в случае поглощения излучения легкой группы, и связан с возбуждением и ионизацией атомов. Поэтому химические явления, возникающие при электрическом разряде, весьма близки к тем, которые имеют, место под действием излучений большой энергии.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11