Словарь (стр. 11 )

Вообще говоря, ур-ние П. и. опи­сывает поле неравновесного излуче­ния. Однако в процессах П. и. в со­здании результирующей интенсивно­сти в заданной точке пр-ва участвуют лишь кванты, приходящие из непосредств. окрестности (неск. длин про­бега); остальные не доходят, погло­щаясь и рассеиваясь в пути. Т. о., даже если оптически плотная среда термодинамически неравновесна, это почти не сказывается на интенсивно­сти излучения в рассматриваемой точ­ке и становится возможным локальное равновесие излучения с в-вом. Суще­ствование локального равновесия важно для мн. задач П. и., к-рые ре­шаются в приближении лучистой те­плопроводности, сводящем осн. ур-ние П. и. к диффузионному, методы реше­ния к-рого хорошо разработаны.

Исторически процессы П. и. впер­вые исследовались в астрофизике. Изучение распределения темп-ры и поля излучения в фотосферах звёзд для расчёта их светимости — пример классич. задачи, на основе к-рой была построена теория П. и. и разрабо­таны методы решения ур-ния переноса. В атмосфере П. и. ответствен за ряд физ. явлений (напр., голубой цвет неба обусловлен процессами рассея­ния в атмосфере солн. света). П. и. следует учитывать в задачах газодина­мики, в ударных волнах большой ин-

527

тенсивности и т. п. Всё большее значение приобретает изучение процессов П. и. в исследовании плазмы, параметры к-рой невозможно интер­претировать без учёта явлений пере­носа, в понимании процессов в лазе­рах и квантовых усилителях, где неравновесное поле излучения опре­деляет практически все рабочие пара­метры. Специфика процессов П. и. в этом случае определяется тем, что излучение распространяется в сильно неравновесной резонансной среде, возбуждённой внеш. источником, когда благодаря инверсии населён­ности ат. энергетич. уровней вынуж­денное испускание преобладает над поглощением. При этом происходит не ослабление света по мере прохож­дения его через среду, а усиление с сохранением его когерентности.

• У н з о л ь д А., Физика звездных атмос­фер, пер. с нем., М., 1949; Перенос лучистой энергии, пер. с англ., М., 1953; , Пере­нос лучистой энергии в атмосферах звезд и планет, М., 1956; , Р а й з е р Ю. П., Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений, 2 изд., М., 1966.

.

ПЕРЕНОС ЭНЕРГИИ, совокупность безызлучат. процессов в в-ве, при ко­торых энергия электронного возбуж­дения передаётся от возбуждённой ч-цы (молекулы, атома, иона) к невозбуж­дённой, находящейся от первой на расстоянии, меньшем длины волны возбуждающего излучения. П. э. обус­ловлен эл.-магн. вз-ствием между возбуждённой и невозбуждённой ч-цами — донором и акцептором энергии, соответственно, и осуществляется при выполнении условия резонанса для них, к-рое выражается в необходи­мости перекрывания спектров люми­несценции донора и поглощения ак­цептора. э. отличаются от процессов переноса излучения, при к-рых акцептор поглощает фотон, испущенный возбуждённой молекулой-донором, находящейся от акцептора на расстоянии, большем длины волны излучения. В частности, при П. э. благодаря вз-ствию ч-ц время жизни донора на возбуждённом уровне энер­гии уменьшается, а при переносе излучения, напротив, увеличивается.

По механизму вз-ствия ч-ц разли­чают мультипольный (индуктивно-резонансный) и обменный (см. Обмен­ное взаимодействие) П. э. Если элек­тронные переходы в молекулах донора и акцептора разрешены отбора пра­вилами, то осн. роль играет диполь-дипольный П. э., для к-рого характер­ны расстояния переноса ~2—8 нм. э. имеет место при пере­крывании электронных оболочек доно­ра и акцептора и происходит на рас­стоянии ~1—2 нм. При обменном П. э. суммарный спин системы донор — акцептор должен сохраняться.

Вероятность W (или скорость) ди­поль - дипольного П. э. (число актов

переноса в единицу времени) может быть выражена через оптические ха­рактеристики взаимодействующих мо­лекул:

где v — частота (волн. число), F(v) — нормированный спектр люминесцен­ции донора, т. е. ∫F(v)dv=l, σ(v)—

эффективное сечение поглощения ак­цептора, η0 и τ0 — соответственно квант. выход люминесценции и время жизни молекул донора на возбуж­дённом уровне энергии в отсутствии П. э., χ — фактор, зависящий от вза­имной ориентации молекул (в случае хаотичной ориентации χ2=2/3), n — показатель преломления среды, Л — расстояние между молекулами доно­ра и акцептора.

э. на макроскопич. хар-ки люминесценции можно определить, проведя усреднение по разл. R. Ре­зультат усреднения зависит от взаим­ного расположения совокупности моле­кул доноров и акцепторов и от его изменения в течение времени τ0. Если в течение этого времени молекулы мож­но считать неподвижными, то умень­шение числа доноров N(t) происходит по закону:

где R0 — расстояние, на к-ром W=1/τ0,N0—число молекул донора, Nа — число молекул акцептора в 1 см3 в нач. момент времени t=0.

Ф-ла (2) справедлива для случая, когда концентрации молекул донора и акцептора сравнительно невелики, а среда оптически прозрачна. Если мо­лекулы донора и акцептора находятся в кристалле, имеющем собств. погло­щение в рассматриваемой спектр. области, то П. э. осуществляется вкситонами. Этот процесс можно обычно рассматривать как диффузию экситонов. Коэфф. диффузии D экситонов и, следовательно, эффективность П. э. в кристаллах зависят от того, являются ли экситоны «локализован­ными» (некогерентными) или свобод­ными (когерентными). В последнем случае D в достаточно совершенных кристаллах характерным образом зависит от темп-ры Т (D ~ T-1/2), т. к. определяется рассеянием эксито­нов на фононах, число к-рых растёт с темп-рой.

•, , Перенос энергии электронного воз­буждения в конденсированных средах, М., 1978.

.

ПЕРЕНОСА ЯВЛЕНИЯ, необрати­мые процессы, в результате к-рых в физ. системе происходит пространств. перенос электрич. заряда, массы, им­пульса, энергии, энтропии или к.-л. другой физ. величины. П. я. описы­ваются кинетич. ур-ниями (см. Кине­тика физическая).

я.— действие внеш. электрич. поля, наличие пространств.

неоднородностей состава, темп-ры или ср. скорости движения ч-ц систе­мы. Перенос физ. величины происхо­дит в направлении, обратном её гра­диенту, т. е. таким образом систе­ма приближается к состоянию равно­весия.

К П. я. относятся: электропровод­ность — перенос электрич. заряда под действием внеш. электрич. по­ля; диффузия — перенос в-ва (компо­нента смеси) при наличии в системе градиента его концентрации; тепло­проводность — перенос теплоты вслед­ствие градиента темп-ры; вязкое те­чение (см. Вязкость) — перенос им­пульса, связанный с градиентом ср. массовой скорости. Перенос в-ва вследствие градиента темп-ры: тер­модиффузию и обратный ей Дюфура эффект, гальваномагпитные явления и термогальваномагнитные явления — называют перекрёстными процессами, т. к. здесь гради­ент одной величины вызывает перенос др. физ. величины. При определ. ус­ловиях для перекрёстных процессов выполняется Онсагера теорема. При­ведённые примеры относятся к П. я. в гомогенных системах, внутри к-рых отсутствуют поверхности раздела.

П. я. происходят также в гетероген­ных системах, состоящих из гомоген­ных частей (подсистем), отделённых друг от друга или естеств. поверхнос­тями раздела (как жидкость и её пар), или полупроницаемыми мембра­нами.

При появлении в гетерогенной си­стеме разности (перепада) электрич. потенциалов, давлений, концентраций компонентов, темп-р между подси­стемами возникают необратимые по­токи заряда, в-ва компонентов и теп­лоты. К подобным П. я. относятся: электрокинетические яв­ления — перенос заряда и массы из-за перепада электрич. потенциала и дав­ления; фильтрация — перенос в-ва из-за перепада давления; термоеханические эффекты — перенос теплоты и массы из-за перепада темп-ры и давления, в частности механокалорический эффект — перенос теплоты, вызванный разно­стью давлений.

П. я. в газах изучает кинетическая теория газов на основе кинетического уравнения Больцмана для ф-ции рас­пределения ч-ц; П. я. в металлах — на основе кинетич. ур-ния для эл-нов в металлах; перенос энергии в непрово­дящих кристаллах — с помощью ки­нетич. ур-ния для фононов кристаллич. решётки.

Общую феноменологич. теорию П. я., применимую к любой системе (газообразной, жидкой или твёрдой), даёт термодинамика неравновесиях процессов. С 1950—60-х гг. теория П. я. интенсивно разрабатывается на основе неравновесной статистич. ме­ханики.

% См. лит. при ст. Термодинамика неравно­весных процессов.

.

528

ПЕРЕНОСНОЕ ДВИЖЕНИЕ в меха­нике, движение подвижной системы отсчёта по отношению к системе от­счёта, принятой за основную (ус­ловно считаемую неподвижной). См. Относительное движение.

ПЕРЕОХЛАЖДЕНИЕ, охлаждение в-ва ниже темп-ры его равновесного перехода в др. агрегатное состояние Tф. п. или в др. кристаллич. модифи­кацию (см. Полиморфизм). Фазовые переходы, связанные с отдачей теплоты (конденсация, кристаллизация, поли­морфные превращения) на нач. ста­дии, требуют, как правило, нек-рого П., содействующего возникновению зародышей новой фазы — мельчайших капель или кристалликов. Образо­вание зародышей при T. ф.п. затрудне­но тем, что они, обладая повыш. дав­лением или растворимостью, не могут находиться в равновесии с исходной фазой. В условиях, когда процессы возникновения и роста зародышей новой фазы протекают замедленно (перекристаллизация в тв. фазе, кри­сталлизация очень вязкой жидкости, напр. стекла, и др.), глубоким П. можно получить практически устой­чивую фазу (в метастабильном состоя­нии) со структурой, характерной для более высоких темп-р. На этом осно­ваны, напр., закалка сталей и полу­чение стекла. Следует также отме­тить, что степень П. водяного пара в атмосфере влияет на хар-р выпадаю­щих осадков (дождь, снег, град).