ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.

Номер

30-072-02

Наименование проекта

Исследование квантовых состояний атомов при деформировании и разрушении массивов горных пород

Назначение

Цель - описание химических связей атомов, составляющих потенциальную энергию массива горных пород.

Рекомендуемая область применения

Оценка деформируемого и разрушаемого участка массива - энергии химических и атомных связей и энергии разрушения.

Описание

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

На основании выполненных исследований процессов фотонной эмиссии при деформировании и разрушении массивов горных пород вокруг выработок в условиях эксплуатации подземных рудников на больших глубинах (500-1000 м) и использовании известных научных представлений установлены зависимости между геометрическими и энергетическими величинами регистрируемых фотонов и соответствующими величинами излучающих их атомов, методы расчета энергий связи и расстояний взаимодействий электронов с ядрами своих и соседних атомов.

С точки зрения современных научных представлений взаимодействие тел Природы необходимо изучать с использованием основных сил в натурных условиях, а разрушенную часть поверхности Земли, в том числе разного рода образцы - в лабораторных условиях с использованием математического аппарата применительно к практике человеческой деятельности.

На основе изучения известных физических представлений и исследования квантования структур атомов экспериментально и теоретически установлен физический смысл обратной величины постоянной a, установлены принципы строения ( a±k) и состояния ( b = 1, 2, …, 137) компонентов материи.

Механика атома включает известные научные положения:

1. «Частица с массой m и зарядом е имеет естественную единицу энергии - энергии покоя eо = е 2/( mc2)и естественную единицу длины r o = e2/( mc2)»;

2. «Школа характерных для микромира размеров: r o - классический радиус электрона; l = a-1r o - комптонова длина волны электрона; rа = a-2r o - боровский радиус атома; l = 4 pa-3r o - длина волны испускаемого атомом света» (Б.В. Медведев. Начала теоретической физики. М: Наука, 1977. - С. 323-325);

3. «Энергия терма (основного состояния электрона) равна неги излученного фотона с граничной частотой (Е н = 0; Е к = Е i; hn = e i)», то есть «по граничным частотам можно найти энергии соответствующих основных уровней электронов в атомах (Эрдеи - Груз Т. Основы строения материи - М.:Мир, 1976. - С. 40-45).

4. «В основе квантовой теории поля лежит представление о том, что все частицы являются квантами соответствующих физических полей» (Окунь Л.Б. Физика элементарных частиц. - М.: Наука, 1988, С. 173).

На основе установленных принципов и использования известных положений имеем:

1. Потенциальные энергии связи основных уровней электронов в атомах равны энергиям соответствующих им фотонов с граничной частотой и естественными энергиями атомов. Для диапазона валентных электронов имеем:

а. Е вз. = a2b-1m ec2 = hnr = , (Дж);

где: b = 1, 2, …, 136 - число состояний электрона в диапазоне.

б. расстояния взаимодействий валентных электронов с ядрами своих атомов можно рассчитывать с помощью длин волн регистрированных оптических фотонов на фиксированных граничных частотах с использованием радиусов электронов и энергий связи: , (м).

Результаты исследований представлены в табл.

Для регистрации фотонной эмиссии в оптическом диапазоне частот использовались приборы ИФЭ-1М и ИФЭ2М (1200-100 нм). Используемые экспериментальные результаты позволяют разрабатывать метод экстраполяции для расчета данных также в инфракрасной и ультрафиолетовой областях излучения.

Рассмотренная механика квантовых состояний диапазона валентных электронов атома, аналогичная для диапазонов Е = ab-1m ec2, l = a-1br e и Е = b-1m ec2, l = br e.

Таблица

Расчетные и экспериментальные результаты исследованных
квантовых состояний диапазонов валентных электронов некоторых атомов

Хим. элем.

z

eвз., Дж

lвз., м

l, нм

1

2

3

4

5

Н

1

3,184 Ч10 -20

7,249 Ч10 -9

6240

О

8

2, 548Ч10 -19

0,906 Ч10 -10

780

na

11

3, 506 Ч10 -19

0,659 Ч10 -10

567

mg

12

3,823 Ч10 -19

0,604 Ч10 -10

520

al

13

4,141 Ч10 -19

0,557 Ч10 -10

480

si

1

4,457 Ч10 -19

0,518 Ч10 -10

446

p

1

4,778 Ч10 -19

0,483 Ч10 -10

46

cl

17

5,413 Ч10 -19

0,426 Ч10 -10

372

k

19

6,060 Ч10 -19

0,381 Ч10 -10

328

ca

20

6,999 Ч10 -19

0,362 Ч10 -10

312

ti

22

7,048 Ч10 -19

0,329 Ч10 -10

284

fe

26

8,283 Ч10 -19

0,279 Ч10 -10

240

zn

30

9,466 Ч10 -19

0,242 Ч10 -10

210

u

92

2,967 Ч10 -18

0,788 Ч10 -11

67

x 136

136

4,33 Ч10 -18

5,328 Ч10 -11

45

Преимущества перед известными аналогами

Возможность экстраполяции уравнений для описания и более энергичных уровней.

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Экспериментальные результаты в натурных условиях соответствуют расчетным данным.

Технико-экономический эффект

100 тыс. руб. в год на один рудник.

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

09.12.2002

Инновации и люди

У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)

Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)

Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)

Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)