ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Флюктуации и строение жидкостей из "Введение в молекулярную теорию растворов" Флюктуации. В 2 и 3 мы врвдели, что исследование рассеяния рентгеновских лучей во многих случаях позволяет найти функцию распределения р(/ ) или функцию радиального распределения плотности Рпл (/ ). Эти функции характеризуют среднее распределение молекул в любом из элементов объема однородной жидкости, находящейся в состоянии термодинамического равновесия. Но знание среднего распределения не может дать полного представления о структуре жидкости. Движение частиц жидкости приводит к ио-стоянному возникновению и нсчезновению отклонений от среднего распределения. [c.136] Из теории рассеяния света следует, что если среда, через которую проходит свет, вполне однородна, то рассеяния света не будет (Л. И. Манде.льштам). В каждом элементе объема вполне однородной среды находится одно и то же число одинаково расположенных молекул. Свет, рассеянный молекулами по сторонам, в этом случае благодаря интерференции погашается. Для того чтобы наблюдалось рассеяние, необходимо наличие неоднородностей [31]. [c.137] До работ М. Смолуховского причина возникновения неоднородностей, вызывающих рассеяние света, была неясна. Смолухов-ский [32] впервые показал, что внешне однородная среда всегда должна иметь небольшие нарушения однородности или флюктуации. Теория флюктуаций, иредложенная Смолуховским, была далее развита в работах Эйнштейна [33, 34]. [c.137] Чем больше флюктуация, тем больше разность 8 — 8, следовательно, тем меньше вероятность появления такой флюктуации. И наоборот, малые флюктуации должны возникать с большой степенью вероятности. В любой системе, находящейся в состоянии равновесия, всегда самопроизвольно образуются небольшие нарушения равновесия — флюктуации. [c.138] Для изучения флюктуаций можно (в принципе) воспользоваться любым физическим свойством, характеризующим состояние системы (плотность, показатель преломления, диэлектрическая проницаемость, температура, интенсивность и степень деполяризации рассеянного света, давление пара и т. д.). [c.138] Флюктуации по своему физическому содержанию могут быть весьма разнообразными. Для характеристики структуры чистых жидкостей и растворов наибольшее значение имеют флюктуации плотности, флюктуации ориентации и флюктуации концентрации. [c.138] Уравнение (4.6) является приближенным. При выводе его предполагается, что каждая из флюктуаций плотности происходит независимо от других флюктуаций. Это допущение плохо оправдывается в тех случаях, когда флюктуации становятся значительными (нанример, в критической области). [c.139] Тем не менее уравнение (4.6) позволяет объяснить высокие значения сжимаемости, наблюдаемые в критической области. Большой рост сжимаемости при достижении газом или жидкостью критической температуры вызван резким возрастанием флюктуаций плотности. [c.139] Систематические исследования рассеяния рентгеновских лучей в жидком и газообразном аргоне наряду с другими исследованиями также позволяют сделать качественные выводы относительно условий, благоприятствующих развитию флюктуаций плотности. На рис. 11—17 наблюдается значительное возрастание интенсивности рассеяния под малыми углами на кривых 5—10, 14, 16—22, 24 и 25. Следовательно, флюктуации плотности играют заметную роль не только в критической области (6, 7, 24, 25), но и нри условиях, значительно отличающихся от критических. [c.139] Здесь I—интенсивность рассеянного света, г—расстояние от точки наблюдения до рассеивающего объема,/ —интенсивность падающего света, X—длина волны света, е—оптическая диэлектрическая проницаемость среды, равная квадрату показателя преломления, 1ц—так называемый коэффициент рассеяния . [c.139] Формула (4.7) является приближенной. При ее выводе предполагается, что отдельные флюктуации плотности не зависят друг от друга. Принято считать, что формула Эйнштейна вне критической области достаточно точно соответствует действительности. В районе критической оналеспенции завхгсимость интенсивности рассеянного света от флюктуаций плотности имеет весьма сложный вид 136]. [c.140] Теории, которая давала бы возможность, так же как и в случае флюктуаций плотности, вычислять средние квадратичные флюктуаций ориентации, в настояш,ое время не существует. Однако представление о зависимости флюктуаций ориентации от состояния жидкости можно получить, определяя интенсивность рассеяния света на флюктз ациях ориентации /ор. [c.140] Для этого из общей интенсивности рассеянного света I, найденной экспериментально, вычитают интенсивность рассеяния на флюктуациях плотности /пл вычисленную но формуле (4.6). [c.140] Ценные сведения о флюктуациях ориентации могут быть получены с помощью измерений диэлектрической проницаемости жидкостей ). [c.140] Поэтому рентгенографии п изучению молекулярного (релеевского) рассеяния света—наиболее важным источнлкал современных знаний о структуре жидкостей—в этой главе отведено большее место, чем другим методам исследования. [c.140] Вернуться к основной статье