На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти готовые бесплатные и платные работы или заказать написание уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов по самым низким ценам. Добавив заявку на написание требуемой для вас работы, вы узнаете реальную стоимость ее выполнения.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Быстрая помощь студентам

 

Работа № 100318


Наименование:


Курсовик эффект Бозе-Энштейновской конденсации

Информация:

Тип работы: Курсовик. Предмет: Физика. Добавлен: 08.11.2016. Сдан: 2015. Страниц: 26. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Пензенский государственный университет
Факультет физико-математических и естественных наук
Кафедра «Общая физика и методика обучения физике»


КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ОБЩЕЙ И ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКЕ
на тему
Эффект Бозе-Эйнштейновской конденсации


Пенза, 2015
Содержание:
Введение……………………………………………………………...………3
Глава 1. Теория Бозе-Эйнштейновской конденсации
1.1. История открытия Бозе-Эйнштейновской конденсации………..4-8
1.2. Бозоны и фермионы……………………………………………...9-13
1.3. Выводы…………………………………………………………...…14
Глава 2. Сверхтекучесть
2.1. Явление сверхтекучести………………………………………….15-18
2.2. Возбуждения в неоднородном Бозе-газе……………………...…19-21
2.2. Выводы…………………………………………………......……….22
Заключение ………………………………………………………..……23-24
Список использованной литературы………………………………..…….25


Введение:
Актуальность данной темы заключается в том, что ультрахолодные квантовые газы представляют собой бурно развивающееся направление на стыке традиционной физики конденсированного состояния и атомной физики благодаря целому классу новых явлений и систем, связанных с неразличимостью частиц и квантовым вырождением (бозе-эйнштейновская конденсация (БЭК) и сверхтекучестью.
Несомненно, одним из наиболее впечатляемых результатов современной физики было получено в 1995 г., экспериментальное доказательство конденсации Бозе—Эйнштейна, агрегатного состояния материи, основу которого составляют бозоны, охлаждённые до температур, близких к абсолютному нулю (меньше миллионной доли градуса выше абсолютного нуля). В таком сильно охлаждённом состоянии достаточно большое число атомов оказывается в своих минимально возможных квантовых состояниях и квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне.
На данный момент одним из наиболее очевидных практических применений БЭК считается создание на его основе сверхточных детекторов - например, детекторов магнитного или гравитационного полей. Более детальные предсказания можно будет делать по мере дальнейшего изучения свойств БЭК, которое продвигается очень-очень быстро.


Глава 1. Теория Бозе-Эйнштейновской конденсации
1.1. История открытия Бозе-Эйнштейновской конденсации.
Низкие температуры постоянно привлекали к себе внимание физиков прошлого столетия, и с каждым продвижением по направлению к абсолютному нулю открывалась новая физика. Возможно, неспециалистам интересно узнать, почему обычный «мороз» в холодильнике недостаточно холоден. Только представьте себе, как много явлений мы не увидели бы, если бы жили на поверхности солнца. Без холодильников мы знали бы только газообразное состояние вещества и не имели никакого представления о жидкостях и кристаллах, никогда не смогли бы любоваться красотой снежинок. Мы можем наблюдать эти разительно отличающиеся состояния вещества только при охлаждении до обычных земных температур. Но это только начало: при дальнейшем охлаждении возникают многочисленные другие состояния.
К примеру конденсат Бозе-Эйнштейна - это очень специфическая, но невероятно интересная форма вещества, которую иногда называют пятым состоянием, приравнивая к твердому, жидкому, газообразному и плазме. Когда вещество находится в этом состоянии, в нем начинают на макроуровне проявляться квантовые эффекты - фактически, конденсат Бозе-Эйнштейна представляет собой большую (очень большую) квантовую частицу.
Конденсат Бозе-Эйнштейна (КБЭ) на основе фотонов - это весьма "продвинутый" вариант КБЭ, и очень долго считалось, что его нельзя получить в принципе. Но прежде чем рассказать о нем, стоит пояснить, а что вообще такое конденсат Бозе-Эйнштейна. Родиной этого понятия может считаться Индия – именно там большую часть времени жил и работал человек, впервые указавший на возможность существования неизвестного ранее состояния материи. Этого человека звали Шатьендранат Бозе, и он был одним из отцов-основателей квантовой механики.
Чтобы отметить научные заслуги Бозе, в его честь был назван один из типов элементарных частиц – бозоны. К бозонам относятся, например, фотоны - переносчики электромагнетизма, и глюоны, которые переносят сильное взаимодействие и определяют притяжение друг к другу кварков. Знаменитый бозон Хиггса, ради поисков которого был создан Большой адронный коллайдер, тоже относится к этой категории элементарных частиц....


Выводы
Таким образом, при низких температурах наиболее интересным свойством бозе-жидкости является свойство сверхтекучести, одним из проявлений которого является способность жидкости протекать по капиллярным трубкам без трения. К явлению сверхтекучести жидкого гелия очень тесно примыкает сверхпроводимость, заключающееся в исчезновении сопротивления проводников при низких температурах.
Неидеальный бозе-газ имеет два вида возбуждений – фононы и ротоны, отвечающих различным участкам по импульсу q одной и той же ветви возбуждений. При низких температурах ?›Т ротонная часть меньше фононной, и наоборот, при высоких превалирует над фононной.
Ротоны играют важную роль в свойствах сверхтекучего гелия при T ? 0,6 K. Они обусловливают существование слагаемых теплоёмкости, энтропии, нормальной плотности и др., экспоненциально зависящих от температуры. Так, теплоёмкость при температурах ниже 0,6 K имеет фононную температурную зависимость: Ср ? Т3
При температурах выше 0,6 K зависимость теплоёмкости меняется на экспоненциальную Ср ? е-?/Т.


Заключение
В заключении можно сказать, что конденсат Бозе-Эйнштейна (КБЭ) на основе фотонов - это весьма "продвинутый" вариант КБЭ, и очень долго считалось, что его нельзя получить в принципе. Но Нобелевским лауреатам удалось получить вещество в этом экстремальном состоянии. Корнелл и Виман получили чистый конденсат из около 2000 атомов рубидия при температуре 20 нанокельвинов, то есть 0.00000002 градуса выше абсолютного нуля.
Чтобы отметить научные заслуги Бозе, в его честь был назван один из типов элементарных частиц – бозоны. К бозонам относятся, например, фотоны - переносчики электромагнетизма, и глюоны, которые переносят сильное взаимодействие и определяют притяжение друг к другу кварков.
Принадлежность частицы к бозонам определяется по ее спину – собственному моменту импульса элементарных частиц. Спин бозона всегда целый - то есть выражается целым числом. У другой разновидности элементарных частиц - фермионов - спин полуцелый.
Бозоны и фермионы отличаются друг от друга не только значением спина - эти частицы несходны по целому ряду фундаментальных свойств. В частности, бозоны могут не подчиняться запрету Паули, который постулирует, что две элементарные частицы не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии. Квантовые состояния отличаются друг от друга по энергиям, и при низких температурах фермионы (которые строго соблюдают запрет Паули) поочередно заполняют последовательные состояния. Нагляднее всего это свойство фермионов выстраиваться в линейку по квантовым состояниям заметно при низких температурах, когда поведение системы не маскируется за счет температурных флуктуаций.
Сверхтекучесть – эффект, в котором особенности бозе-эйнштейновского конденсата проявляются ярко. Одним из наиболее ярких проявлений которого является способность жидкости протекать по капиллярным трубкам без трения. К явлению сверхтекучести жидкого гелия очень тесно примыкает сверхпроводимость, заключающееся в исчезновении сопротивления проводников при низких температурах.


Литература.
1. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. В 9 т. – М.: Наука, 1978. – 528 с.
2. О.В.Кибис, Новосибирский Государственный технологический университет, «Соросовский образовательный журнал», т.6, №11, 2000г.-90с.
3. articles/2010/11/30/bec/ , «Наука и техника»
4. Федорченко А.М. Теоретическая физика. Квантовая механика, термодинамика и статистическая физика. Т.2. - М.: Высшая школа, 1993., 415с.
5. Кашурников В.А., Красавин А.В., Маймистов А.И., Карцев П.Ф. Сверхтекучесть и бозе-конденсация. Учебное пособие - Москва: МИФИ, 2008.- 168 с.
6. dic.nsf/ruwiki/207004 Словари и энциклопедии на Академике
7. 2_59878_yavlenie-boze-kondensatsii-ponyatie-o-sverhtekuchesti.html
8. В.Кеттерле, Нобелевские лекции по физике, т.173, №12, с.1338



Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы