Népszerű Technika, 1960 (9. évfolyam, 1-12. szám)

1960-01-01 / 1. szám

gásokhoz folyamodnak. A nagy nyo­más előállítására szolgáló edényt például olyan folyadékba merítik, amely már maga is nagy hidroszta­tikai nyomás alatt ál. Minthogy a folyékony és a légnemű elemek a nagy nyomás következtében megszi­­ttab­bulnak­, 100 ezer légkörnél na­gyobb nyomás előállításához vi­szonylag képlékeny szilárd testeket (például ónt vagy irídiumot) használ­nak közvetítő közegként. Ilyen ötle­tes megoldások ellenére is a szta­tikus módszer legfeljebb mintegy 500 ezer légkör előállítására alkal­mas. Ötmillió légkör -ÜTKÖZÉSSEL Szovjet fizikusok, akik Zeldovics akadémikus kezdeményezésére már tíz éve kísérleteznek, a közelmúltban ötmillió légkör, az amerikai fizikusok régebbi »rekordjánál­« tízszer na­gyobb nyomást állítottak elő. Dina­mikus módszerük lényege a páncél­törő lövedék becsapódásához hason­lítható — ilyenkor 500 ezer légkör nyomás jön létre. Az ötmillió légköri nyomást is nagysebességű ütközés­sel érik el: egy 8 km/mp sebességre felgyorsított mozgó lemezt egy másik lemezhez ütköztetnek. Az így létre­hozott nyomás azonban csak a má­sodperc tört részéig tart, az ütközés következtében ugyanis mindkét le­mez szinte szétrobban. Ilyen rövid idő alatt kell tehát elvégezni a szük­séges vizsgálatokat, hiszen a kísérlet célja az anyagok viselkedésének ta­nulmányozása. A szovjet fizikusok a céltárgyba különböző mélységű lyukakat fúr­nak, amelyekbe szigetelt fémrudakat helyeznek el. A rudak közül néhány átnyúlik a céltárgyon, a többi azon­ban nem éri el a furat végét. Így a becsapódó lemez először a kinyúló rudakat érinti és a hozzájuk csatla­kozó áramkört zárja, majd a követ­kező érintkezőkhöz érve újabb áram­­köröket zár. A rúdsorok közötti tá­volságból és az érintkezések időpont­jából azután kiszámítják a lemez ütközés előtti sebességét. Az ütközés helyéről lökéshullám indul el, ennek sebességét is vizs­gálják. Minthogy a lökéshullám egy­­egy beljebb elhelyezkedő érintkező párhoz érve a céltárgy anyagrészecs­kéinek kimozdításával ismét áram­kört zár, meghatározható, hogy mi­lyen sebesen halad a céltárgy anya­gában. Persze, a lökéshullám sebes­sége szorosan összefügg a céltárgy anyagának fizikai jellemzőivel; egy­szerűen kiszámítható tehát az ütkö­zés következtében összenyomódott anyag sűrűsége és a benne fellépő nyomás. Hasonlóan szellemes mód­szerekkel vizsgálják az anyagok kristályszerkezetét, vezetőképességét és egyéb tulajdonságait is. AZ ATOMOK ELFAJULÁSA Már az eddigiekből is következik, hogy nagy nyomások hatására jelen­tős változások állnak elő az anyagok szerkezetében. Térfogatuk például hirtelen csökken. A cérium térfogata 8 ezer légköri nyomásig szabálysze­rűen, az ismert fizikai összefüggések alapján könnyen kiszámítható mér­tékben változik. Magasabb nyomá­son azonban ugrásszerűen, egyszerre 7 százalékkal csökken. A cézium »csak­« 45 ezer légköri nyomásig vi­selkedik szabályszerűen, ezen túl már nem — térfogata egyszerre 17 százalékkal lesz kisebb. Mivel ma­gyarázható ez a hirtelen változás? Tudjuk, az atomok magból és a körülötte úgynevezett héjakon ke­ringő elektronokból állnak. Az egyes héjakon csak bizonyos számú elekt­ron részére van hely: az elsőn 2, a másodikon 8, a harmadikon 18, a negyediken 32 elektron fér el. A leg­több elemben azonban kevesebb elektron kering a héjakon; a kal­cium atomjában például az első hé­jon 2, a másodikon 8, a harmadikon 8, a negyediken pedig 2 elektron ke­ring, tehát a harmadik és a negye­dik héj telítetlen. Nagy nyomás következtében előbb csak az atomok kerülnek egyre kö­zelebb egymáshoz, ám, ha tovább fo­kozzuk a nyomást, a legkülső héjon keringő elektronok mintegy beprése­­lődnek a belső, telítetlen héjakra. A kalcium esetében például a legkülső, negyedik héjon keringő elektronok átugorhatnak a harmadik héjra, s így az atom térfogata hirtelen csök­ken. Ez a folyamat az atomok elfaju­lása, ami a különböző elemekben 50—120 ezer légkör nyomáson követ­kezik be. Nagy nyomások előállítása dinamikus módszerrel, így csapódnak egymáshoz a lemezek Nagy nyomáson megváltozik az elektronok megoszlása a kalcium-atom elektronhéjain; az elektronok könnyebben »elszabadulnak«, megnő tehát az anyag elektromos vezető­képessége A képen látható idom közönséges nyomá­son húzásra elszakad (baloldalt), nagy nyomáson pedig elvékonyodik (jobboldalt) . A SZIGETELŐK VEZETŐKKÉ VÁLNAK Az atomok elfajulása egyéb válto­zásokat is okoz, hiszen az elemnek ké­miai tulajdonságait (például vegy­értékét) a legkülső héjon keringő elektronok határozzák meg. Ha te­hát a külső elektronokat belső pá­lyára kényszerítjük, meg kell változ­nia az anyag kémiai jellegének is. A fizikusok valóban azt tapasztalták, hogy egyes elemek különböző nyo­máson más és más vegyértéket ve­hetnek fel

Next