НЕРАВНОВЕ́СНОЕ СОСТОЯ́НИЕ

НЕРАВНОВЕ́СНОЕ СОСТОЯ́НИЕ, со­стоя­ние мак­ро­ско­пич. сис­те­мы, из­ме­няю­щее­ся или спо­соб­ное из­ме­нять­ся спон­тан­но (без внеш­не­го воз­дей­ст­вия). Из­ме­не­ния Н. с. обу­слов­ле­ны мак­ро­ско­пич. по­то­ка­ми фи­зич. ве­ли­чин (мас­сы, им­пуль­са, энер­гии, элек­трич. за­ря­да и др.) в фа­зо­вом про­стран­ст­ве обоб­щён­ных ко­ор­ди­нат и им­пуль­сов. Мо­ле­ку­лы га­зов, жид­ко­стей и твёр­дых тел на­хо­дят­ся в не­прерыв­ном дви­же­нии – по­сту­па­тель­ном, вра­ща­тель­ном, ко­ле­ба­тель­ном и т. д., вы­ра­жаю­щем­ся в по­сле­до­ва­тель­но­сти эле­мен­тар­ных ак­тов пе­ре­хо­да из од­но­го эле­мен­та фа­зо­во­го про­стран­ст­ва в дру­гое, вклю­чая и пе­ре­хо­ды по энер­ге­тич. уров­ням – ко­ле­ба­тель­ное и элек­трон­ное воз­бу­ж­де­ние и де­зак­ти­ва­цию. При тер­мо­ди­на­мич. рав­но­ве­сии чис­ла эле­мен­тар­ных пе­ре­хо­дов в пря­мом и об­рат­ном на­прав­ле­ни­ях, ус­ред­нён­ные по вре­ме­ни (или по ан­самб­лям час­тиц), оди­на­ко­вы. Это свой­ст­во рав­но­вес­ной сис­те­мы яв­ля­ет­ся след­ст­ви­ем об­ра­ти­мо­сти урав­не­ний ме­ха­ни­ки (клас­си­че­ской и кван­то­вой), вы­ра­жаю­щей­ся в ра­вен­ст­ве ве­ро­ят­но­стей пря­мых и об­рат­ных эле­мен­тар­ных пе­ре­хо­дов (см. Де­таль­но­го рав­но­ве­сия прин­цип). В Н. с. сред­ние чис­ла эле­мен­тар­ных пе­ре­хо­дов не­ко­то­ро­го ти­па в пря­мом и об­рат­ном на­прав­ле­ни­ях не рав­ны. (Это мо­гут быть, напр., об­мен энер­ги­ей при столк­но­ве­нии двух ато­мов или ато­ма и элек­тро­на, пе­ре­хо­ды мо­ле­кул с од­но­го оп­ре­де­лён­но­го ко­ле­бат. уров­ня на дру­гой и об­рат­но.) Та­кие не­ра­вен­ст­ва при­во­дят к на­блю­дае­мым мак­ро­ско­пич. по­то­кам.

При­ме­ры Н. с.: не­од­но­род­ное по­ле темп-ры в те­ле, на­гре­вае­мом или ох­ла­ж­дае­мом с по­верх­но­сти; ин­верс­ная на­се­лён­ность энер­ге­тич. уров­ней ра­бо­че­го те­ла в ла­зе­ре; газ или жид­кость с мед­лен­но осе­даю­щи­ми взве­шен­ны­ми твёр­ды­ми час­ти­ца­ми. В от­кры­той сис­те­ме Н. с. мо­гут быть ста­цио­нар­ны­ми. Напр., в те­п­ло­про­во­дя­щей сте­не ко­неч­ной тол­щи­ны ус­та­нав­ли­ва­ет­ся по­сто­ян­ный гра­ди­ент темп-ры, под­дер­жи­вае­мый за­дан­ной раз­ни­цей тем­пе­ра­тур на её по­верх­но­стях. Осо­бый класс Н. с. – ме­та­ста­биль­ные со­стоя­ния.