|
|
дом реализуется, напр./при кулоновском ьозиуждолни нссфсрич, ядер на вращат. уроиснь энергии и процессе рассеяния заряж. частиц ядрами.
Собственно кВадруполь-квадрупольное вяацмидсй-ствие с-энергией f/QQ^^-const/Л6 лайб, важно для не-заряж. систем с пулевыми диполъиыми моментами.
Такая ситуация имеет место, в частности, при взаимодействии между состоящими из одинаковых атомов двухатомными молекулами в основном состоянии или между атомами с ненулевыми орбитальным (L^O) и полным (/^0, yz) утл. моментами. Однако при усреднении по всевозможным ориентацшш моментов молекул или атомов, напр. в газе, соответствующая сила притяжения (либо отталкивания) <.≈dUQQQ/dtf> обращается н пуль. Последнее справедливо также по отношению к любым силам, обусловленным собственными диполышмл или высшими мультииолъпыми моментами частиц. Поэтому, согласно квантовомехапич. расчетам, усредн╦нные силы между молекулами (или атомами! в газе на больших расстояниях обычно определяются не эл.-статич., а высокочастотной эл.-ыагн. энергией навед╦нного дииоль-дшшльного взаимодействия U' ^≈1/#6, возникающего вследствие деформации одной молекулой электронного облака другой (см. Межмалекулярное взаимодействие].
Лит.: Г р е ч и ш к и н В. С., Ядерные «вадрупольные взаимодействия в твердых телах, ╧,, 1973; Бор О., М о т-те л ь с о н Б., Структура атомного ндра, пор. с англ., т. 2, М., 1977; Гроот С. Р. д R, С а т т о р п Л. Г., Электродинамика, пер. с англ,, М., 1982; К а п л а н И. Г., Введение в теорию межмолекулярных взаимодействий, М., 1982.
В. В. Начаровский, Вл. В. Кочпровский.
КВАДРУПОЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ≈ излучение, обусловленное изменением во времени кеадруполъпого момента (электрич., мат., акустич., гравитационного) системы. Для эл.-магн. излучения различают электрич. и магн. К. и. в зависимости от тогот вызывается лл оно
изменением компонент тензора электрического Q\^ или магнитного Q^lfc квадруиольных моментов (ср. п ст.
Диполъное излучение). Выделение К. и. наиб, важно для источников, занимающих область малого размера I по сравнению с излучаемыми длинами волн X: Z<A,. Это условие ограничивает скорости и движения зарядов в источнике К. и. нерелятивистскими значениями: ы~с/Д, характерная частота К. и. w~w/?.
Согласно классич. электродинамике, интенсивность / (t) излучения системы зарядов в вакууме в единицу времени с точностью до членов ≈ (£/Х)& равна:
рого порядка, когда отличны от нуля только диаго-
имсет вид
нальныс составляющие фаз≈≈ЗДй=≈
^_
Зс*
1
5е5
где рге, рт и Т ≈ электрич., маги, и тороидальный диполыше моменты соответственно. Вклад алектрич. К, и. определяется последним слагаемым (г, £=1, 2, 3), интенсивность электрич. К. и. имеет тот же порядок (Z/X)4, что и мат. дипольное излучение [маги. К. и. и тороидное дипольное излучение появляются только в след, порядке (Z/A,)6].
К. и, особенно важно для источников, не обладающих дшюльпыми моментами (pff~=0, рда=0), напр. для замкнутых систем, состоящих ил частиц, у к-рых отношение зарядов к массе одинаково. Алектрич. и мат. поле К. и. убывает при удалении от источника обратно пропорционально расстоянию, как и поле диполыюго излучения.
При гармонии, законе изменения квадрупольного
момента, #*£≈£«* cos ш^ с частотой со средняя по времени интенсивность излучения равна
/9 ≈ - TQ sin2 9 cos2 6.
Здесь /е ≈ интенсивность, отнесенная к единице те-
лесного угла в направлении наблюдения п, 8 ≈ полярный угол между п и осью z. В отсутствие указанно!! симметрии источника интенсивность К. и. /0 имеет более
сложную диаграмму направленности, зависящую также от азимутального угла ф (как квадрат нек-рой линейной суперпозиции ф-ций const, cos ф, sirup, cos 2<p и sin 2ф), а само К. и. связано с потерей момента импульса излучающей системой зарядов.
При квантовом описании К. и. последнее обстоятельство приводит к ограничениям (отбора правилам] на тс аиергетич. состояния излучающей системы, между к-рыми возможны квадрупольпые квантовые переходы. Электрич. К. п, и квадруиольное рассеяние 7~ЛУЧОЛ' света и микроволн малыми частицами (атомными ядрами, молекулами, пылинками) применяется при спектральном исследовании внутр. структуры п динамич, свойств этих частиц. К. и., наряду с магн. дипольным, определяет время жизни и вероятность перехода из метастабилъпых состояний, используемых в нек-рых оптич. квантовых генераторах и усилителях.
Лит.: Ландау Л. Д., Л и ф ш и ц Е. М., Теория поля, 7 изд., М., 1988; их же, Квантоиая механика, 3 изд., М., 1974; Б л а т т Д ж., Вайскопф В., Теоретическая ядерная физика, пер. с англ., М., 1954; Джексон Д ж., Классическая электродинамика, пер. с англ., М,, 19t>5; Б е р е-степкий В. Б., Лифшиц Е. М., П и т а е в-с к и и Л. П., Квантовая электродинамика, 2 изд., М., 19ЬО; Бараноиа Н. В., Зельдович Б. Я., Дна подхода к учету пространственной дисперсии в молекулярном рассеянии света, «УФН», 1979, т. 127Т с. 421; Дубовик В. М., Тосунян Л. А., Тороидные моменты в физике электромагнитных и слабых взаимодействий, «ЭЧАЯ», 1983, т, 14, с, 1193; Б е р т ч Д ж. Ф., Колебания атомных, ядер, пер. с англ., «В мире науки», 1983, NB 7, с. 16.
В. В. КочаройСкий, Вл. В. Кочаровский.
КВАДРУПОЛЬНЫЕ ЛИНЗЫ ≈ см. в ст. Электрон-
ные линзы.
КВАДРУПОЛЬНЫЙ МОМЕНТ ≈ мулътиполъный момент 2-го порядка (ранга), характеризующий источники к.-л. поля. Напр., К. м. системы электрич. зарядов, распредел╦нных в объ╦ме V с плотностью р(г), па».
симметричный тензор Q*. =(1/2) \ (я^≈ r26j-ft/3)pdy,
v
где я/, xk ≈ компоненты вектора г, 6f- * ≈ символ Кро-иокора. (Используются и др. нормировки К. м., отли-лающиеся от привед╦нной коэф. 3 или 6.) Поскольку з
след 2 С?? ;≈ 0> т° в общем случае имеется всего 5 неаави-
1= i
симых составляющих электрич. К. м.; из них собственно К. м. иногда наз. только диагональную составляю-
щую (?зз- Если электрич. дшгольный момент ре и суммарный заряд q системы равны нулю, то тешор электрич. К. м. не зависит от выбора начала отсчета (точки г=0). Потенциал эл.-статич. поля стационарной системы зарядов на расстояниях R, больших по сравнению с е╦ размерами /, Л>/, с уч╦том первых тр╦х мультпполей
имеет вид ф=^/Л+рс-1»/Л2~|-3^*лп/п^/^3 (здесь и далее
по повторяющимся индексам i и k производится суммирование). В .этой ф-ло использована Гаусса, система единиц, исктор n=RjR зада╦т направление от системы (г= 0} в точку наблюдения Л* Квадруполь-ную составляющую потенциала можно представить как поле сосредоточенного (точечного, Z-^О) электрического К. м., отвечающего распределению зарядов
где D=
х л
О
V
Е╦ угл. распределение (диаграмма направленности) среднеквадратичный радиус исходного распределения в случае источника с осью симметрии z (i≈3) выше вто- плотности заряда р(г), б (г) ≈ дельта-функция Дирака.
249
