метастабільний стан

Попередня ◈ Наступна

Метастабільній на прикладі кульки в ямі

Метастабільний стан (від грец. Μετα «через» і лат. Stabilis «стійкий») - стан квазіустойчівие рівноваги фізичної системи. в якому система може перебувати тривалий час.

Що таке метастабільний стан, може бути зрозуміло з наведеного справа малюнка:

  • стан 1: метастабильное - стан, стабільність якого зберігається при не дуже великих збуреннях;
  • стан 2: нестабільне - стан, стабільність якого порушується при як завгодно малих збуреннях;
  • стан 3: стабільне - стан, стабільність якого зберігається при великих збуреннях.

Метастабільні стани широко зустрічаються в природі і використовуються в науці і техніці. З існуванням метастабільних станів пов'язані, наприклад, явища магнітного, електричного і пружного гістерезису. освіту перенасичених розчинів, гарт стали, виробництво скла і т. д.

метастабільний стан

Ізотерми газу ван дер Ваальса:
P - тиск;
V - об'єм;
K - критична точка;
abKcd - бінодаль (межа області двофазної рівноваги; область під дзвоном бінодалі - область двофазної рівноваги рідина - пар);
eKf - спінодаль (межа між областями метастабільних і термодинамічно нестійких станів; область під дзвоном спінодалі - не реалізовуються стану);
bc - лінія конденсації;
abKe - область перегрітої рідини;
dcKf - область переохолодженого пара;
площі зафарбованих фігур під ізобарою bc і над нею рівні (правило Максвелла. 1875)

Метастабільні стани відповідають одному з мінімумів термодинамічної потенціалу системи при заданих зовнішніх умовах. Сталого (стабільному) станом відповідає найглибший мінімум. Однорідна система в метастабільних станів задовольняє умовам стійкості рівноваги термодинамічної C P> C V> 0> C_> 0>. (D P / d V) T <0 <0> . щодо малих збурень фізичних параметрів (ентропії. щільності і ін.). При досить великих збурень система переходить в абсолютно стійкий стан. Великий клас метастабільних станів пов'язаний з фазовими переходами 1-го роду (кристал ↔ рідина ↔ газ).

У квантових системах

Метастабільні стани в квантових системах - стан з часом життя (τ), багато великим характерного часу життя збуджених станів (10 - 8> с) атомної системи. Зазвичай метастабільними вважають збуджені стани, випромінювальні (радіаційні), переходи з яких в інші стани заборонені строгими правилами відбору. Метастабільні стани відрізняються типом переходів, які для них можливі: магнітний дипольний, електричний квадрупольний, двухфотонний і інші переходи.

Схожі статті

Попередня ◈ Наступна