Отрицательная температура это:

Отрицательная температура
        отрицательная абсолютная температура, величина, вводимая для описания неравновесных состояний квантовой системы, в которых более высокие уровни энергии более населены, чем нижние. В равновесном состоянии вероятность иметь энергию En определяется формулой:
        . (1)
        . (1)
        Здесь Ei уровни энергии системы, kБольцмана постоянная, Т — абсолютная температура, характеризующая среднюю энергию равновесной системы U = Σ (WnEn), Из (1) видно, что при Т > 0 нижние уровни энергии более населены частицами, чем верхние. Если система под влиянием внешних воздействий переходит в неравновесное состояние, характеризующееся большей населённостью верхних уровней по сравнению с нижними, то формально можно воспользоваться формулой (1), положив в ней Т < 0. Однако понятие О. т. применимо только к квантовым системам, обладающим конечным числом уровней, так как для создания О. т. для пары уровней необходимо затратить определённую энергию.
         В термодинамике абсолютная температура Т определяется через обратную величину 1/Т, равную производной энтропии (См. Энтропия) S по средней энергии системы при постоянстве остальных параметров х:
        . (2)
        . (2)
        Из (2) следует, что О. т. означает убывание энтропии с ростом средней энергии. Однако О. т. вводится для описания неравновесных состояний, к которым применение законов равновесной термодинамики носит условный характер.
         Пример системы с О. т.— система ядерных Спинов в кристалле, находящемся в магнитном поле, очень слабо взаимодействующих с тепловыми колебаниями кристаллической решётки (См. Колебания кристаллической решётки), то есть практически изолированной от теплового движения. Время установления теплового равновесия спинов с решёткой измеряется десятками минут. В течение этого времени система ядерных спинов может находиться в состоянии с О. т., в которое она перешла под внешним воздействием.
         В более узком смысле О. т.— характеристика степени инверсии населённостей двух выбранных уровней энергии квантовой системы. В случае термодинамического равновесия населённости N1 и N2 уровней E1 и E2 (E1 < E2), т. е. средние числа частиц в этих состояниях связаны формулой Больцмана:
        , (3)
        , (3)
        где Т — абсолютная температура вещества. Из (3) следует, что N2 < N1. Если нарушить равновесие системы, например воздействовать на систему монохроматическим электромагнитным излучением, частота которого близка к частоте перехода между уровнями: ω21 = (E2E1)/ħ и отличается от частот других переходов, то можно получить состояние, при котором населённость верхнего уровня выше нижнего N2 > N1. Если условно применить формулу Больцмана к случаю такого неравновесного состояния, то по отношению к паре энергетических уровней E1 и E2 можно ввести О. т. по формуле:
        . (4)
        . (4)
        Несмотря на формальный характер этого определения, оно оказывается в ряде случаев удобным, например позволяет описывать флуктуации в равновесных и неравновесных системах с О. т. аналогичными формулами. Понятием О. т. пользуются в квантовой электронике (См. Квантовая электроника) для удобства описания процессов усиления и генерации в средах с инверсией населённости.
         Лит.: см. при статьях Квантовая электроника, Квантовый усилитель.
         Д. Н. Зубарев.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Отрицательная температура" в других словарях:

  • ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА — величина …   Физическая энциклопедия

  • отрицательная температура — Характеристика инверсного состояния, имеющая смысл температуры перехода. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 75. Квантовая электроника. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики квантовая электроника EN… …   Справочник технического переводчика

  • отрицательная температура — neigiamoji temperatūra statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Temperatūra, žemesnė už 0 ºC. atitikmenys: angl. negative temperature vok. negative Temperatur, f rus. отрицательная температура, f pranc. température au dessous… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • отрицательная температура — neigiamoji temperatūra statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. negative temperature vok. negative Temperatur, f rus. отрицательная температура, f pranc. température négative, f …   Fizikos terminų žodynas

  • отрицательная температура — Характеристика инверсного состояния, имеющая смысл температуры перехода …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • Отрицательная абсолютная температура — температура, характеризующая равновесные состояния термодинамической системы, в которых вероятность обнаружить систему в микросостоянии с более высокой энергией выше, чем в микросостоянии с более низкой. В квантовой статистике это значит, что… …   Википедия

  • Температура (в физике) — Температура (от лат. temperatura надлежащее смешение, соразмерность, нормальное состояние), физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы. Т. одинакова для всех частей изолированной системы …   Большая советская энциклопедия

  • Температура — I Температура (от лат. temperatura надлежащее смешение, соразмерность, нормальное состояние)         физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы. Т. одинакова для всех частей изолированной …   Большая советская энциклопедия

  • Температура — Размерность Θ Единицы измерения СИ К …   Википедия

  • ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ АБСОЛЮТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА — отрицательная величина, имеющая размерность температуры, характеризующая степень инверсии населенностей уровней энергии систем (атомов, ионов, молекул) …   Большой Энциклопедический словарь

Книги



Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»