Метастабильное состояние (от греч. μετα «через» и лат. stabilis «устойчивый») — состояние квазиустойчивого равновесия физической системы, в котором система может находиться длительное время.
![image](https://www.wikidata.ru-ru.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEucnUtcnUubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOWhMMkV3TDAxbGRHRXRjM1JoWW1sc2FYUjVMbk4yWnk4eU1EQndlQzFOWlhSaExYTjBZV0pwYkdsMGVTNXpkbWN1Y0c1bi5wbmc=.png)
Что такое метастабильное состояние, может быть понятно из приведенного справа рисунка:
- состояние 1: метастабильное — состояние, стабильность которого сохраняется при не очень больших возмущениях;
- состояние 2: нестабильное — состояние, стабильность которого нарушается при сколь угодно малых возмущениях;
- состояние 3: стабильное — состояние, стабильность которого сохраняется при больших возмущениях.
Метастабильные состояния широко встречаются в природе и используются в науке и технике. С существованием метастабильных состояний связаны, например, явления магнитного, электрического и упругого гистерезиса, образование перенасыщенных растворов, закалка стали, производство стекла и т. д.
В термодинамике
![image](https://www.wikidata.ru-ru.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEucnUtcnUubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODVMemswTDFaaGJsOWtaWEpmVjJGaGJITmZhWE52ZEdobGNtMXpYMkZ1WkY5TllYaDNaV3hzSlRJM2MxOWxjWFZoYkY5aGNtVmhjeTV3Ym1jdk16WXdjSGd0Vm1GdVgyUmxjbDlYWVdGc2MxOXBjMjkwYUdWeWJYTmZZVzVrWDAxaGVIZGxiR3dsTWpkelgyVnhkV0ZzWDJGeVpXRnpMbkJ1Wnc9PS5wbmc=.png)
P — давление;
V — объём;
K — критическая точка;
abKcd — бинодаль (граница области двухфазного равновесия; область под колоколом бинодали — область двухфазного равновесия жидкость — пар);
eKf — спинодаль (граница между областями метастабильных и термодинамически неустойчивых состояний; область под колоколом спинодали — нереализуемые состояния);
bc — линия конденсации;
abKe — область перегретой жидкости;
dcKf — область переохлаждённого пара;
площади закрашенных фигур под изобарой bc и над ней равны (правило Максвелла, 1875)
Метастабильные состояния соответствуют одному из минимумов (термодинамического потенциала) системы при заданных внешних условиях. Устойчивому (стабильному) состоянию отвечает самый глубокий минимум. Однородная система в метастабильном состоянии удовлетворяет условиям устойчивости равновесия термодинамического ,
, относительно малых возмущений физических параметров (энтропии, плотности и др.). При достаточно больших возмущениях система переходит в абсолютно устойчивое состояние. Большой класс метастабильных состояний связан с (фазовыми переходами) 1-го рода (кристалл
жидкость
газ).
В квантовых системах
Метастабильные состояния в квантовых системах — состояния с временами жизни (), достаточно большими, чтобы неопределённость ширины энергетических уровней, согласно (принципу неопределённости) для энергии и времени
, была много меньше разницы между ними. Обычно метастабильными считают возбуждённые состояния, излучательные (радиационные) переходы из которых в другие состояния запрещены строгими (правилами отбора). Метастабильные состояния отличаются типом переходов, которые для них возможны: магнитный дипольный, электрический квадрупольный, двухфотонный и другие переходы.
См. также
- (Активная среда)
- (Время распада метастабильных состояний)
Примечания
- Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Квантовая механика. — М., Наука, 1972. — с. 83
Литература
- Ландау Л. Д., (Лифшиц Е. М.) Статистическая физика. Часть 1. — Издание 2-е, перераб. — М.: Наука, 1964. — 568 с. — («(Теоретическая физика)», том V).
Ссылки
- Главный редактор А. М. Прохоров. Метастабильное состояние // Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия . — 1983. — статья из (Физической энциклопедии).
Для улучшения этой статьи по физике :
|
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер