Пространственно-энергетический параметр

Уравнение Лагранжа для относительного движения изолированной системы двух взаимодействующих материальных точек с массами m₁ и m₂ в координате xс ускорением aможно привести к виду:

или

где и - потенциальные энергии материальных точек на элементарном участке взаимодействий, - результирующая (взаимная) потенциальная энергия этих взаимодействий.

Из этих уравнений следует, что результирующая энергетическая характеристика системы взаимодействия двух материальных точек находится по принципу сложения обратных величин исходных энергий взаимодействующих подсистем.

Электрон с массой m, движущийся около протона с массой М, эквивалентен частице с массой:

В этой системе энергетическими характеристиками подсистем являются: орбитальная энергия электронов (W₁) и эффективная энергия ядра, учитывающая экранирующие эффекты.

Поэтому, модифицируя исходное уравнение можно предположить, что энергия валентных орбиталей атома (ответственная за межатомные взаимодействия) может быть рассчитана по принципу сложения обратных величин первичных энергетических составляющих, согласно уравнений:

или , где

Здесь: W_i - орбитальная энергия электронов, r_i - орбитальный радиус i-ой орбитали; , n_i - число электронов данной орбитали, Z^* и n^* - эффективный заряд ядра и эффективное главное квантовое число, r - размерные характеристики связи.

Величина P₀ была названа пространственно-энергетическим параметром (ПЭП), а величина P_э - эффективным P-параметром (эффективный ПЭП). Эффективный ПЭП измеряется в единицах энергии, например, в электрон-вольтах (эВ).

Значения P₀-параметра являются табулированными постоянными величинами для электронов данной орбитали атома.

Было доказано, что для двухчастичных взаимодействий принцип сложения обратных величин энергетических характеристик подсистем выполняется для процессов, происходящих по градиенту потенциала, а принцип их алгебраического сложения - для процессов против градиента потенциала.

Величины P_э-параметров численно равны (в пределах 2%) полной энергии валентных электронов по статической модели атома. Используя известное соотношение между электронной плотностью и внутриатомным потенциалом по статической модели атома, можно получить прямую зависимость P_э-параметра от электронной плотности на расстоянии r_i от ядра.

Рациональность такого подхода подтверждена расчетами электронной плотности с использованием волновых функций Клементи и сопоставлением ее с величиной электронной плотности, вычисленной через значение P_э-параметра.

Проведены корреляции модулей максимальных значений радиальной части -функций со значениями P₀-параметра и установлена линейная зависимость между этими величинами. Используя некоторые свойства волновой функции применительно к P-параметру, получено волновое уравнение P-параметра, имеющее формальную аналогию с уравнением -функции.

Различного типа структурные взаимодействия определяются, в конечном счете, перераспределением электронной плотности атомов-компонентов, что может оцениваться через относительную разность их P-параметров. Такой равновесный процесс носит обменный и универсальный характер. Он, очевидно, имеет место не только для атомно-молекулярных структур, но и для элементарных частиц, где аналогичные взаимодействия идут между энергетическими массами соответствующих частиц.

Используя методологию P-параметра, проведены многочисленные расчеты равновесно-обменных структурных взаимодействий (в том числе и по наносистемам) показана применимость этих моделей для оценки интенсивности фундаментальных взаимодействий, даны энергетические критерии фотосинтеза и диффузии в биологических мембранах.

Энергетические характеристики функциональных состояний биосистем определяются в основном значениями P-параметров первого валентного электрона в атоме, а принципы формирования стационарных биосистем аналогичны условиям протекания волновых процессов в фазе.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ……………………………………………………………….		3
	Поступательное движение…………………………………..	4
	Вращательное движение ……………………………………	11
	Колебательное движение…………………………………...	18
	Волны …………………………………………………………	26
	Акустика ……………………………………………………...	29
	МКТ …………………………………………………………..	34
	Гидродинамика и гемодинамика ……………………………	40
	Реальные среды (твердые тела и жидкости) ……………….	49
	Термодинамика ……………………………………………...	57
	Электростатика ………………………………………………	65
	Электрический ток …………………………………………..	71
	Элементы электроники ………………………………………	77
	Постоянное магнитное поле ………………………………...	82
	Электромагнетизм ……………………………………………	86
	Действе ЭМП …………………………………………………	91
	Физические процессы БМ …………………………………...	99
	Волновые свойства света ……………………………………	106
	Квантовые свойства света …………………………………...	112
	Лазеры ………………………………………………………...	117
	Тепловое излучение ………………………………………….	120
	Рентгеновское излучение ……………………………………	123
	Ядро атома. Радиоактивность ……………………………….	125
	Дозы излучения ………………………………………………	130
	Элементы квантовой механики ……………………………..	131
	Бионика ……………………………………………………….	134
Введение в лабораторный практикум ……………………………….		136
Литература …………………………………………………………….		161
Приложение А (краткий справочник по физике) …………………..		163
Приложение Б (пространственный энергетический параметр) ……		180

Учебное издание

Кораблев Григорий Андреевич

Курс

физики и биофизики

(учебное пособие)

Второе издание

Технический редактор: М.Н. Перевощикова

Верстка: Поспелова И.Г., Романченко А.П.

П одписано в печать 2014г.

Формат 60х84х116.