Методы определения наносвойств.

1. Постановка задачи.

Детальное изучение наномира следует начать с установления производных свойств третьего порядка – коэффициентов А_нан, емкостей К_нан, проводимостей L_нан и т.д. В настоящее время известны только два относительные свойства наномира – проницаемости e _Y (электрическая) и e_мг (магнитная). Они характеризуют проводимость данного вещества по сравнению с проводимостью вакуума [формула (377)].

Для определения абсолютных значений наносвойств важно знать абсолютные количества нанозаряда, проходящего через определенные участки поля. Соответствующие определения можно сделать на основе использования полной совокупности уравнений главных законов общей теории и имеющихся экспериментальных данных по излучению в космосе.

Однако при отсутствии абсолютных значений потоков нанозаряда также можно определить некоторые свойства наномира. Для этого полезно вспомнить идеи, которые существуют, например, в теории теплообмена для определения термофизических свойств различных материалов. При этом могут быть использованы уравнения переноса, приведенные в § 41 для стационарного режима, и нестационарные уравнения § 44.

Плоское поле.

Решение задачи о нестационарном распространении нанозаряда в бесконечном (неограниченном) пространстве (теле) от неограниченного плоского источника (заряда) находится путем интегрирования уравнения (393) при граничном условии первого рода (при постоянном потенциале Р₀ на поверхности заряда). Соответствующее решение имеет вид [14]

Р/Р₀ = 1 – erf(u), (398)

где

u = r/(2 ), (399)

В правую часть уравнения (398) входит хорошо известная функция ошибок Гаусса. Эта функция изменяется от 0 (при u = 0) до 1 (при u = ¥). Практически функция Гаусса близка к единице, когда аргумент u > 2,7.

Из формулы (398) видно, что на поверхности заряда (r = 0) потенциал Р равен его начальному значению Р₀. По мере насыщения пространства нанозарядом (с увеличением t) потенциал некоторой точки r возрастает (рис. 16). В пределе при t = ¥ пространство оказывается полностью насыщенным нанозарядом, все точки пространства приобретают значение потенциала, равное Р₀.

Рис. 16. Распределение потенциала в сечении неограниченного

тела в различные моменты (заряд – пластина).

Определение нанодиффузивности.

Решение (398) позволяет осуществить эксперимент по определению нанодиффузивности поля. Для этого надо иметь достаточно длинную и широкую пластину, заряженную до потенциала Р₀. В момент t = 0 с пластины снимается экран и начинается излучение нанозаряда. Величина потенциала измеряется в момент t = t₁ на расстоянии r₁ от пластины (напротив ее центра). Расстояние r₁ должно быть много меньше длины а и ширины в пластины.

По найденному значению Р₁ потенциала вычисляется отношение Р/Р₀ и определяется функция Гаусса

erf(u₁) = 1 – (Р/Р₀). (400)

Этому значению функции соответствует аргумент u₁ (определяется по таблицам) и диффузивность

D_нан = r²₁/(4t₁u²₁). (401)

В этой расчетной формуле все величины известны. По ней с помощью экспериментальных данных вычисляется нанодиффузивность среды.

Диффузивность включает в себя проводимость, плотность и емкость по отношению к нанозаряду – формула (394). Плотность находится легко. Что касается проводимости или емкости, то она может быть определена только в том случае, если известна абсолютная величина переданного нанозаряда.

Для определения количества аккумулированного средой нанозаряда пригодна формула

Е_нан = (2/ )b_нанР₀F , (402)

где b_нан - коэффициент аккумуляции нанозаряда,

b_нан = , (403)

F - поверхность излучения пластины, м².

К сожалению в эту формулу входят прежние неизвестные величины L_нан и c_на_н , поэтому таким способом найти количество нанозаряда нельзя.

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 193; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 37 38 39 40 414243 44 45 46 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!