由于其他電子對(duì)某一電子的排斥作用而抵消了一部分核電荷對(duì)該電子的吸引力,從而引起有效核電荷的降低,削弱了核電荷對(duì)該電子的吸引,這種作用稱為屏蔽作用或屏蔽效應(yīng)。
屏蔽效應(yīng)應(yīng)用哈默納科諧波減速機(jī)SHF-58-120-2A-GR1.氫原子核外只有一個(gè)電子,不存在屏蔽效應(yīng)。
2.與鉆穿效應(yīng)相反,在多電子原子中,一個(gè)電子不僅受到原子核的引力,而且還要受到其他電子的排斥力。內(nèi)層電子排斥力顯然要削弱原子核對(duì)該電子的吸引,可以認(rèn)為排斥作用部分抵消或屏蔽了核電荷對(duì)該電子的作用,相當(dāng)于使該電子受到的有效核電荷數(shù)減少了。于是有Z* = Z-σ,式中Z*為有效核電荷,Z為核電荷。σ為屏蔽常數(shù),它代表由于內(nèi)層電子的斥力而使原核電荷減少的部分。
多電子原子結(jié)構(gòu)復(fù)雜。難以精確的說明一個(gè)電子對(duì)另一個(gè)電子的影響。以中性氦原子和氦離子為例:
從He+(g)中移走電子需要能量為8.716×l0-18J ,實(shí)驗(yàn)表明從He原子中移走一個(gè)電子需要的能量為3.939×l0-18J,可以看出從He+中移走電子比從He原子移走同一電子要耗去兩倍多能量,這是由于He原子的兩個(gè)電子相互排斥,相當(dāng)于一個(gè)電子對(duì)另一個(gè)電子產(chǎn)生了電荷屏蔽,削弱了核電荷對(duì)該電子的的吸引力,意味著He原子的核電荷Z(=2)被Z*(=2-σ)代替,從而產(chǎn)生了電子間的相互屏蔽。
屏蔽效應(yīng)應(yīng)用哈默納科諧波減速機(jī)SHF-58-120-2A-GR一般來說,內(nèi)層電子對(duì)外層電子的屏蔽作用大。
屏蔽效應(yīng)應(yīng)用哈默納科諧波減速機(jī)SHF-58-120-2A-GR屏蔽效應(yīng)的定量計(jì)算:
20世紀(jì)30年代,美國科學(xué)家J.C.斯萊特根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出計(jì)算屏蔽常數(shù)的規(guī)則:
Z*=Z-σ屏蔽常數(shù),可近似的用斯萊特規(guī)則將原子中的電子分成以下幾組
(1s)(2s,2p)(3s,3p)(3d)(4s,4p)(4d)(4f)(5s,5p)(5d)(5f)(6s,6p)(6d)(6f)(未完)|
a) 位于被屏蔽電子的右邊的各組對(duì)被屏蔽電子的σ=0
近似的可以認(rèn)為外層電子對(duì)內(nèi)層電子沒有屏蔽作用
b) 1s軌道上的兩個(gè)電子之間的σ=0.3,其他主量子數(shù)相同的各分層電子之間的σ=0.35
c) 被屏蔽的電子為ns或np時(shí),則主量子數(shù)(n-1)的各電子對(duì)它們的σ=0.85,而小于(n-1)的各電子對(duì)它們的σ=1
d) 被屏蔽的電子為nd或nf時(shí),則位于它們左邊各組電子對(duì)它們的的屏蔽常數(shù)σ=1
在計(jì)算某原子中某個(gè)電子的σ值時(shí),可將有關(guān)屏蔽電子對(duì)該電子的σ值相加而得
例1 計(jì)算鋁原子中其他電子對(duì)一個(gè)3p電子的值
屏蔽效應(yīng)應(yīng)用哈默納科諧波減速機(jī)SHF-58-120-2A-GR鋁原子的電子結(jié)構(gòu)式為1s22s22p63s23p1 =2×0.35+8×0.85+2×1=9.5
超導(dǎo)磁體線圈盒對(duì)磁場(chǎng)的屏蔽效應(yīng)
由于環(huán)向場(chǎng)磁體線圈盒中感應(yīng)渦流的分布形式較為復(fù)雜,因此分析線圈盒對(duì)磁場(chǎng)的屏蔽作用應(yīng)根據(jù)磁場(chǎng)分布情況及線圈盒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用合適的求解方法。首先將線圈盒上的磁場(chǎng)分解為兩個(gè)相互垂直的分量,分別求解線圈盒對(duì)兩個(gè)磁場(chǎng)分量的屏蔽作用,其次為使渦流方程的解可以表示為解析的形式,認(rèn)為兩個(gè)磁場(chǎng)分量在線圈盒上是均勻的并分別取其值作為磁場(chǎng)變化的初值,這樣的假設(shè)對(duì)于分析超導(dǎo)磁體穩(wěn)定性來說正是必須考慮的極端情況。
環(huán)向場(chǎng)磁體線圈盒對(duì)磁場(chǎng)的屏蔽作用因磁場(chǎng)的方向不同有較大的差別。對(duì)于法向磁場(chǎng),感應(yīng)渦流沿線圈周長(zhǎng)的較長(zhǎng)路徑形成閉合回路,同時(shí)線圈盒沿環(huán)向的寬度有限,故渦流及渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)并不大,因此線圈盒對(duì)法向磁場(chǎng)的屏蔽作用并不明顯。切向磁場(chǎng)感應(yīng)的渦流可以在沿線圈盒斷面上較短的路徑形成閉合回路,而該回路的等效電阻較小,因此線圈盒對(duì)切向磁場(chǎng)呈現(xiàn)較強(qiáng)的屏蔽作用。
力學(xué)中的屏蔽效應(yīng)
比較考慮殘余應(yīng)力或誘導(dǎo)應(yīng)力釋放與只考慮局部剛度下降對(duì)主裂尖屏蔽效應(yīng)的影響.可以得到,相對(duì)于殘余應(yīng)力或誘導(dǎo)應(yīng)力釋放來說,局部剛度下降對(duì)主裂尖屏蔽效應(yīng)的影響是相當(dāng)小的.圖2和圖4的接近相同的分布規(guī)律即可說明這一點(diǎn)。
由以上的分析計(jì)算可得到以下結(jié)論:在各向同性脆性材料中,殘余應(yīng)力的釋放引起的微裂紋對(duì)主裂尖的屏蔽效應(yīng)的微裂紋的傾角與張應(yīng)力的方向沒有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系.在計(jì)及殘余應(yīng)力的釋放對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的影響時(shí),Ortiz得到的屏蔽效應(yīng)與微裂紋傾角的關(guān)系的結(jié)論需作較大的修正.分析計(jì)算表明:在Hutchinson所指出的屏蔽效應(yīng)的第二個(gè)來源(即微裂紋形成引起的殘余應(yīng)力釋放導(dǎo)致應(yīng)力場(chǎng)的再分布)中,還應(yīng)計(jì)及微裂紋形成引起的遠(yuǎn)場(chǎng)應(yīng)力在微裂紋處產(chǎn)生的應(yīng)力場(chǎng)的釋放從而導(dǎo)致應(yīng)力場(chǎng)的再分布。
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