Молекулярна фізика
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Молекулярна фізика

Молекулярна фізика, розділ фізики, в якому вивчаються фізичні властивості тіл в різних агрегатних станах на основі розгляду їх мікроскопічної (молекулярного) будови. Завдання М. ф. вирішуються методами фізичної статистики, термодинаміки і фізичної кінетики, вони пов'язані з вивченням руху і взаємодії часток (атомів, молекул, іонів), складових фізичні тіла. Атомістичні уявлення про будову речовини висловлені ще філософами старовини (див. Атомізм ) , на початку 19 ст були з успіхом застосовані в хімії (Дж. Дальтон, 1801), що значною мірою сприяло розвитку М. ф. Першим розділом М. ф, що сформувався. була кінетична теорія газів . В результаті робіт Дж. Максвела (1858—60), Л. Больцмана (1868) і Дж. Гіббса (1871—1902), що розвивали молекулярно-кінетичну теорію газів, була створена класична статистична фізика .

загрузка...

  Кількісні уявлення про взаємодію молекул (молекулярних силах) почали розвиватися в теорії капілярних явищ . Класичні роботи в цій області А. Клеро (1743), П. Лапласа (1806), Т. Юнга (1805), С. Пуассона, До. Гауса (1830—31), Дж. Гіббса (1874—1878), І. С. Громеки (1879, 1886) і ін. поклали початок теорії поверхневих явищ . Міжмолекулярні взаємодії були враховані Я. ван дер Ваальсом (1873) при поясненні фізичних властивостей реальних газів і рідин.

  На початку 20 ст М. ф. вступає в новий період свого розвитку, що характеризується доказами реальної будови тіл з молекул в роботах Же. Перрена і Т. Сведберга (1906), М. Смолуховського і А. Ейнштейна (1904—06), що стосуються броунівського руху мікрочасток, і дослідженнями молекулярної структури речовин. Вживання для цих цілей дифракції рентгенівських променів в роботах М. Лауе (1912), В. Р. Брега і В. Л. Брега (1913), Р. Ст Вульфа (1913), А. Ф. Іоффе (1924), В. Стюарда (1927—31), Дж. Бернала (1933), В. І. Данілова (1936) і ін., а згодом і дифракцію електронів і нейтронів дало можливість отримати точні дані про будову кристалічних твердих тіл і рідин. Вчення про міжмолекулярні взаємодії на підставі представлень квантової механіки отримало розвиток в роботах М. Борна (1937—39), П. Дебая (30-і рр. 20 ст), Ф. Лондона (1927) і Ст Гейтлера (1927). Теорія переходів з одного агрегатного стану в інше, намічена в 19 ст Я. ван дер Ваальсом і У. Томсоном (Кельвіном) і розвинена в роботах Дж. Гіббса, Л. Ландау (1937), М. Фольмера (30-і рр. 20 ст) і їх послідовників, перетворилася на сучасну теорію утворення нової фази — важливий самостійний розділ М. ф. Об'єднання статистичних методів з сучасними уявленнями про структуру речовин в роботах Я. І. Френкеля (1926 і ін.), Г. Ейрінга (1935—36), Дж. Бернала і ін. привело к М. ф. рідких і твердих тіл.

  Круг питань, охоплюваних М. ф., дуже широкий. У ній розглядаються будова газів, рідин і твердих тіл, їх зміна під впливом зовнішніх умов (тиск, температури, електричного і магнітного полів), явища перенесення (дифузія, теплопровідність, внутрішнє тертя), фазова рівновага і процеси фазових переходів (кристалізація і плавлення, випар і конденсація і ін.), критичне перебування речовини, поверхневі явища на кордонах розділу різних фаз.

  Інтенсивний розвиток М. ф. привело до виділення з неї ряду крупних самостійних розділів, таких, наприклад, як статистична фізика, кінетика фізична, фізика твердого тіла, фізична хімія, молекулярна біологія.

  Сучасна наука і техніка використовують все більше число нових речовин і матеріалів. Особливості будови цих тіл, що виявилися, привели до розвитку різних наукових підходів до їх дослідження. Так, на основі загальних теоретичних представлень М. ф. отримали розвиток такі спеціальні галузі науки, як фізика металів, фізика полімерів, фізика плазми, кристалофізика, фізіко-хімія дисперсних систем і поверхневих явищ, теорія тепло- і масопереносу. Сюди ж можна віднести також нову галузь науки — физико-хімічну механіку, яка складає теоретичну основу сучасного матеріалознавства, вказуючи дороги створення технічно важливих матеріалів з необхідними фізичними властивостями. При всій відмінності об'єктів і методів дослідження тут зберігається, проте, основна ідея М. ф.: опис макроскопічних властивостей речовини, виходячи з особливостей мікроскопічної (молекулярною) картини його будови.

 

  Літ.: Кикоїн І. До. і Кикоїн А. До., Молекулярна фізика, М., 1963; Гиршфельдер Дж., Кертісс Ч. і Берд Р., Молекулярна теорія газів і рідин, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1961; Френкель Я. І., Собр. ізбр. праць, т. 3. — Кінетична теорія рідин, М. — Л., 1959; Франк-Каменецкий Д. А., Дифузія і теплопередача в хімічній кінетиці, 2 видавництва, М., 1967; Киттель Ч., Введення у фізику твердого тіла, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1957; Ліхтман Ст І., Щукин Е. Д., Ребіндер П. А., Физико-хімічна механіка металів, М., 1962.

  П. А. Ребіндер, Би. Ст Дерягин, Н. Ст Чираєв.