حالت شبه پایدار

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
decoder

عضویت : چهارشنبه ۱۴۰۰/۱۱/۱۳ - ۱۶:۱۹


پست: 51

سپاس: 4

جنسیت:

تماس:

حالت شبه پایدار

پست توسط decoder »

سلام
چگونه میتونیم یک حالت شبه پایدار ایجاد کنیم؟ مثلا چجوری میتونیم یه الکترون رو برای مدت طولانی تری توی حالت برانگیخته نگه داریم؟؟
💙🖤The Night Tune🖤💙

تصویر

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3266

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

Re: حالت شبه پایدار

پست توسط rohamavation »

اگه منظورتون طولانی ترین زمانی که یک الکترون می تواند در حالت برانگیخته بمونه چقدره لکترون ها فقط برای مدت زمان بسیار کوتاهی در حالت برانگیخته میمونه. معمولا چند نانوثانیه.
تفاوت بین حالت پایدار و حالت شبه پایدار در دینامیک چیه
مهم ترین تفاوت بین حالت پایدار و شبیه سازی پویا این است که حالت پایدار فرض می کند که متغیرها نسبت به زمان ثابت هستند. یعنی که در حالت پایدار هیچ تجمعی در سیستم وجود نداره بنابراین جرم و انرژی ورودی کلی با خروجی آن مطابقت داره.جریان ثابت به حالتی اطلاق میشه که در آن خواص سیال (سرعت، فشار، گردابه، دما و غیره) با زمان تغییر نمیکنه
از شبیه سازی حالت پایدار برای تعیین پارامترهای طراحی بهینه و شرایط عملیاتی سیستم ها استفاده میشه. در مقابل شبیه‌سازی پویا مدل‌سازی شده بر اساس شبیه‌سازی حالت پایدار برای بررسی رفتارهای دینامیکی سیستم‌ها استفاده میشه برای فرآیندهای شبه ثابت می توانید مشتق زمان بگیرین
ببین غیر معادله حالت، یکمعادله فرآیندهم وجود داره ، شما برای یک آدیاباتیک $PV^{\gamma}=\rm{const}$
یا بیشتر همچنین شبه ثابته .چیزی که می تونید در گرفتن مشتقات زمانی از دست بدین فرآیندهای سریعی مانند انتشار صدا یا موج ضربه ای و اتلاف آنها هست
ببین، معادله نیوتن را برای ذره ای تحت نیروی F در نظر بگیر و با نیروی اصطکاک$PV^{\gamma}=\rm{const}$
$\frac{d^2x}{dt^2}=F-F_{\rm{fr}}.$پویایی (شاید سریع) برای دستیابی به یک حرکت شبه ایستا وجود داره. دومی با یک معادله شبه ثابت ساده شده توصیف میشه
$F-F_{\rm{fr}}=0.$
به عنوان مثال رفتار فعلی را در نظر بگیرید:$j(t)=\sigma E(t)$
. چیزی که ممکن است از دست ندین حالت فروپاشی نمایی است که شتاب الکترون ها را از سرعت صفر به سرعت ثابت در صورت میدان الکتریکی E(t) توصیف می کنه در t=0 روشن می شود.
برای اینکه معادله شبه ایستا قابل اجرا باشد، باید برخی نابرابری‌ها برآورده بشن، چیزی مانند $\tau_1\ll T$، جایی که $\tau_1$
زمان انتقال فرآیند سریع و T است زمان مشخصه تغییر شبه ایستا نیرو هست. به عبارت دیگر، اگر این نابرابری برقرار باشد، دینامیک کامل به یک دینامیک شبه ساکن کاهش می یابد. (فیزیک پر از نابرابریهاست
به طور کلی، راه حل های شبه ثابت بسیار آسان تر به دست میاد، یعنی طور کلی آنها را روابط بسته در توصیف فیزیکی ساده شده می نامند.اگر یک سیستم سیال یک تغییر غیرقابل برگشت گذرا را تجربه کند، دما و فشار درون سیستم معمولاً از نظر فضایی غیریکنواخت هست. این نتیجه دو عاملیه که در تغییرات برگشت پذیر (آهسته) وجود نداره اینرسی (جرم) سیال (که امکان عدم یکنواختی در سرعت و چگالی را فراهم میکنه و ماهیت ویسکوز سیال (که منجر به نیروهایی میشه که وابسته نیستند. فقط بر روی بزرگی تغییر شکل، بلکه بر روی نرخ زمانی تغییر شکل). در یک مکان فضایی معین در سیال (به سرعت) تغییر شکل میده، نیروی بر واحد سطح اعمال شده بر روی سطوح و بسته‌های سیال مجاور فقط توسط فشار ترمودینامیکی موضعی (بر اساس دما و چگالی محلی) تعیین نمیشه بلکه توسط تنش‌های ویسکوز نیز تعیین میشه . اگر دمای T و فشار P حتی در سرتاسر V یکنواخت نباشن مطمئناً شما نمی‌تونید قانون گاز ایده‌آل را اعمال کنید (که فرض می‌کند دما و فشار در سرتاسر V یکنواخت هستند).ترمودینامیک تعادلی اصولاً فقط باید با حالات تعادلی سروکار داشته باشه. در حالت تعادل، متغیرهای ترمودینامیکی (به عنوان مثال P,V,T) طبق تعریف ثابت هستند به همین دلیله که متغیر زمان t هرگز در ترمودینامیک ظاهر نمیشن
اما وقتی ما از معادله ای با حالت $f(P,V,T)=0$ استفاده می کنیم
مانند معادله گاز ایده آل حالت PV=nRT، انتظار داریم که اگر تبدیل به اندازه کافی کند باشه معادله باید در هر زمان در طول تبدیل برقرار باشد. به عنوان مثال من و شما انتظار داریم که در طول یک تبدیل در دمای ثابت یک گاز کمیاب، P(V) باید هذلولی باشه
میتونیم این را به طور رسمی با گفتن اینکه در طول یک فرآیند شبه‌استاتیک، انتظار رابطه را داریم بیان کنیم
$P(t) V(t) = n R T(t)$نگه داشتن ∀t. البته یک فرآیند شبه استاتیک چیزی جز یک ایده آل سازی نیست. با این وجود اگر تبدیل به اندازه کافی کند باشه میبینیم که معادله حالت تقریباً تأیید شده است.
به عنوان مثال، در پیش بینی عددی آب و هوا، مجموعه ای از شش معادله ابتدایی در متغیرهای $u,v,w,P,\rho,T$
استفاده می شود $(u,v,w$ اجزای بردار میدان سرعت، هستند فشار، چگالی و T درجه حرارت).یکی از این معادلات معادله حالت است
$P=ρRT$بدون این معادله، سیستم قابل حل نیست زیرا ما 6 مجهول و فقط 5 معادله داریم.
من از معادله حالت در شرایطی استفاده میکنم که در آن متغیرهای ترمودینامیکی به وضوح وابسته به زمان هستند. چونما این کار را انجام میدیم زیرا فرض بر اینکه در مقیاس های جوی تغییر متغیرهای ترمودینامیکی به اندازه ای آهسته است که معادله حالت در هر زمان برقرار باشه
تصویر

ارسال پست