Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)


Для цитирования:

Агудов Н. В., Малахов А. Н. Влияние формы потенциального профиля метастабильного состояния на температурную зависимость его времени жизни // Известия вузов. ПНД. 1995. Т. 3, вып. 3. С. 80-90. DOI: 10.18500/0869-6632-1995-3-3-80-90

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 0)
Язык публикации: 
русский
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
539.219.3: 621.382

Влияние формы потенциального профиля метастабильного состояния на температурную зависимость его времени жизни

Авторы: 
Агудов Николай Викторович, Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского (ННГУ)
Малахов Аскольд Николаевич, Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского (ННГУ)
Аннотация: 

Исследованы температурные зависимости полученных точных значений времен жизни метастабильных состояний, описываемых кусочно-линейными и кусочно-параболическим потенциальными профилями. Показано, что при любой высоте потенциального барьера его форма, равно как и форма остальной части потенциального профиля, существенно влияют на время жизни метастабильного состояния τ и, в частности, на его температурную зависимость. Найдено, что хорошо известный закон Аррениуса τ = θ0 ехр(Е/КТ) (θ0=const) справедлив лишь для некоторых конкретных форм потенциального профиля и при малых интенсивностях флуктуаций kT << Е. Показано, что различные отклонения температурной зависимости времен жизни метастабильных состояний от закона Аррениуса, когда префактор θ0 становится функцией температуры θ0 = θ0(kT) могут быть объяснены как непараболичностью профилей, описывающих потенциальную яму и потенциальный барьер метастабильного состояния, так и учетом произвольного выбора высоты потенциального барьера Е по отношению к интенсивности флуктуаций kT. В конце работы приведена таблица зависимости θ0(KT) для ряда конкретных форм потенциальных ям и барьеров при kT << E.

Ключевые слова: 
Благодарности: 
Авторы благодарны А.Л. Панкратову за обсуждение полученных результатов и ценные советы. Данная работа частично поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (проект 94- 02- 04698a).
Список источников: 
  1. Risken H. The Fokker - Planck Equation. Methods of Solution and Applications. Berlin: Springer; 1996. 472 p. DOI: 10.1007/978-3-642-61544-3.
  2. Hanggi P, Talkner Р, Borkovec M. Reaction-rate theory: fifty years after Kramers. Rev. Mod. Phys. 1990;62(2):251-341. DOI: 10.1103/RevModPhys.62.251.
  3. Анищенко В.С., Нейман A.B. Статистические свойства эффекта перемежаемости в квазигиперболических системах // ЖТФ. 1990. T. 60, вып. 1. С. 3.
  4. Туницкий H.H, Каминский B.B, Тимашев С.Ф. Методы Физико-химической кинетики. М.: Химия, 1972.
  5. Kramers НА. Brownian motion in а field of force and the diffusion model of chemical reactions. Physica. 1940;7(4):284-304. DOI: 10.1016/S0031-8914(40)90098-2.
  6. De Rise George, Adam John А. A generalization of а solvable model in population dynamics. J. Phys. A: Math. Gen. 1990;23(14):L727S-L731S. DOI: 10.1088/0305-4470/23/14/007. 
  7. Frenkel J. Theorie der Adsorption und verwandter Erscheinungen. Z. Phys. 1924;26:117-138. DOI: 10.1007/BF01327320.  Frenkel YaI. Kinetic Theory of Liquids. Leningrad: Nauka; 1975. 592 p.
  8. Evans МС, Polanyi М. Some Applications of the Transition State Method to the Calculation of Reaction Velocities, Especially in Solution. Trans. Far. Soc. 1935;31:875-894. DOI: 10.1039/tf9353100875.  Stearn AE, Eyring H. Nonadiabatic Reactions. The Decomposition of N2O. J. Chem. Phys. 1935;3:778-785. DOI: 10.1063/1.1749592.  Eyring H, Lin SH, Lin SM. Basic Chemical Kinetics. N.Y.: Wiley; 1980. 493 p.
  9. Бокштейн Б.C., Бокштейн C.З., Жуховицкий А.А. Термодинамика и кинетика диффузии в твердых телах. М.: Металлургия, 1974.
  10. Kohler U, Herzig Ch. On the correlation between self-diffusion and the low-frequency LA 2/3 <111> phonon mode in b.c.c. metals. Phil. Mag. А. 1988;58(5):769-786. DOI: 10.1080/01418618808209952.
  11. Агудов H.B., Малахов A.H. Нестационарная диффузия depes произвольный кусочно-линейный потенциальный профиль. Точное решение и временные характеристики // Изв. вузов. Радиофизика. 1993. Т. 36, № 2. С. 148.
  12. Малахов A.H., Панкратов А.Л. Временные характеристики диффузии через произвольный кусочно-параболический потенциальный профиль. Точное решение. Н.Новгород: ННГУ (8.08.1994) 48 с. Деп. в ВИНИТИ N 2057-В94.
  13. Малахов А.Н., Панкратов А.Л. Времена стохастических переходов в кусочно-параболических бистабильных системах с шумом // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика (в этом же номepe).
  14. Малахов А.Н. Кумулянтный анализ случайных негауссовых процессов и их преобразований. М.: Сов. радио, 1978.
Поступила в редакцию: 
12.11.1994
Принята к публикации: 
16.08.1995
Опубликована: 
05.04.1996