Силы взаимодействия микроскопическая теория

Упругие свойства кристаллов могут быть рассмотрены не только в макроскопическом приближении, но и в рамках микроскопической теории, явно учитывающей атомное строение кристаллической решетки и взаимодействие между атомами [3]. В предположении, что силы взаимодействия между атомами центральны, т. е. Действуют по направлению линии, соединяющей центры атомов, и что все атомы решетки являются центрами симметрии, получают дополнительные соотношения между коэффициентами жесткости Срд [c.163]

Суммирование и интегрирование при расчете А не равнозначны вследствие существования в сумме постоянного члена при и = О, равного Ап=й 3-10 эрг, который исчезает при интегрировании. Таким образом, в случае углеводородных пленок в водной среде дебаевские силы дают значительный вклад в. ван-дер-ваальсовское взаимодействие, что не учитывалось ранее в микроскопической теории. [c.55]

Дается систематический обзор современных результатов по дисперсионному — обычному и запаздывающему — взаимодействию в капиллярных системах. В качестве исходного для микроскопической теории используется представление о молекулярной природе капиллярных систем и о межмолекулярных силах. Последовательное молекулярно-статистическое описание капиллярных систем строится на большом каноническом ансамбле Г иббса. Для этого используется метод производящего функционала, позволяющий компактно и замкнуто вывести необходимые общие соотношения статистической механики. Решение основополагающей проблемы о влиянии среды на взаимодействие молекулярных объектов достигается как строгий результат исследования коллективных явлений в системах многих молекул. Этот результат формулируется в виде принципа взаимодействия на языке фундаментальных физических понятий, отражающих роль среды как посредника взаимодействия. С единой точки зрения принципа взаимодействия рассматривается широкий круг самых различных по своим масштабам ключевых задач теории капиллярных систем. Сюда относятся молекулярные корреляции в капиллярных системах молекулярная структура плоских, слабо и сильно искривленных поверхностных слоев взаимодействие макроскопических частиц. Используемые в принципе взаимодействия понятия реализуются в этих задачах как сжимаемости и адсорбции. Они и являются параметрами описания коллективных явлений, обусловленных влиянием среды. Особо рассматривается построение парного эффективного межмолекулярного потенциала по данным о рассеянии рентгеновских лучей. На протяжении всей статьи проводится сопоставление с альтернативным макроскопическим подходом, в котором вещество рассматривается не как состоящее из молекул, а как континуум, описываемый макроскопической характеристикой — диэлектрической проницаемостью. Это сопоставление касается не только расклинивающего давления пленки, на примере которого была первоначально сформулирована макроскопическая теория, но и большинства других результатов по дисперсионному взаимодействию [c.163]

Микроскопическая теория дисперсионных сил есть теория систем многих взаимодействующих молекул. Описание таких систем дает статистическая механика. [c.170]

Имея дело с системой сильно взаимодействующих молекул, какой является конденсированное вещество, микроскопическая теория, естественно, должна учитывать и короткодействующие силы, в том числе и межмолекулярные силы отталкивания. Эти силы принимают весьма важное участие в формировании вещества. Можно сказать даже больше почти все свойства конденсированных систем возникают в результате своего рода конкуренции коротко- и дальнодействующих сил. В этой конкуренции находят выражение коллективные явления, определяющие природу конденсированной системы. [c.207]

Мы видим, таким образом, что сжимаемости и адсорбции играют роль параметров, эффективно описывающих коллективные явления. Эти параметры, в частности, включают в себя вклады и от короткодействующих сил — в том числе сил отталкивания. Привлечение сжимаемостей и адсорбций в качестве параметров описания коллективных явлений позволило нам получить для асимптотических задач строгие результаты в рамках микроскопической теории систем сильно взаимодействующих частиц. [c.209]

Как уже неоднократно отмечалось выше, микроскопическая теория и принцип взаимодействия ограничены окрестностью критической точки. Критическая точка требует особого изучения — привлечения теории масштабных преобразований. Предсказываемый этой теорией универсальный (не зависящий от конкретного вида межмолекулярных сил) характер корреляционных и структурных свойств в критической точке выводит ее за рамки поставленной в этой статье основной задачи — изучения дисперсионных взаимодействий. [c.211]

Микроскопическая теория молекулярных сил пользуется в случае взаимодействия трех конденсированных тел 1, 2 и 3 так называемым правилом сложения, введенным Гамакером [14] [c.81]

Результаты экспериментального изучения взаимодействия твердых тел в вакууме подтверждают в пределах погрешности измерений макроскопическую теорию Лифшица [54]. Найденные для плавленого кварца двумя различными авторами зависимости сил молекулярного притяжения от расстояния представлены на рис. 44 и 45. Постоянные взаимодействия А, вычисленные из опытных данных, а также на основании макроскопической и микроскопической теорий, сопоставлены в табл. П. Для сравнения, исходя из ранее табулированных значений А, с учетом уравнений (51) и (55), формально рассчитывали величину В, причем лондоновскую длину волны полагали равной 10 см. Из таблицы видно, что имеется достаточно хорошее согласие [c.80]

Определяющие уравнения описывают реакцию материала, выведенного из состояния равновесия. Эта реакция зависит от вида материала, а для одного и того же вещества как ее степень, так и вид могут также варьироваться в зависимости от уровня внешних воздействий. Зависимость между приложенными внешними воздействиями и ответной реакцией материала представляет собой индивидуальную характеристику материала, зависящую от его структуры, и поэтому называется определяющим уравнением. Природа и величина этой реакции определяются силами межатомного и межмолекулярного взаимодействия. Но наши знания об этих силах неполны, поэтому точно предсказать макроскопическую реакцию материала с помощью информации о микроскопических взаимодействиях невозможно. Таким образом, определяющие уравнения, как правило, получены эмпирически. С другой стороны, по экспериментальным данным можно построить приближенные молекулярные модели материалов многих классов и сформулировать молекулярные теории вязкого течения, получив в результате определяющие уравнения. [c.134]

В более обстоятельной дырочной теории, пока не существующей, должны будут учитываться взаимодействия между соседними дырками. Кроме гидродинамической связи, необходимо учитывать, что близкие столкновения будут приводить к слиянию дырок. Отсюда следует, что в силу микроскопической обратимости придется допустить и обратный процесс. [c.122]

Взаимодействия между заряженными группами, безусловно, вносят вклад в специфичность фермент-субстратного взаимодействия. Однако, в какой степени электростатическое притяжение в состоянии обеспечить движущую силу межмолекулярных взаимодействий в водном растворе, еще не вполне ясно. Также недостаточно полно разработаны теоретические основы ионных взаимодействий в водных растворах. Существует обширная литература по теории ионных взаимодействий, однако при отсутствии детальных сведений о структуре воды и о природе микроскопических взаимодействий ион-вода и ион-ион в воде существующие теории не дают в общем случае возможности количественно описать их. В этой главе будет рассмотрен эмпирический подход, основанный на описании различных проявлений этих взаимодействий. Будут также сделаны, в основе своей феноменологические, попытки их корреляции и объяснения. Читатель может ознакомиться более подробно е теоретическими и экспериментальными основами проблемы электростатических взаимодействий в воде по другим источникам [1]. [c.274]

Силы притяжения макроскопических частиц. Уже в 1932 г. Кальман и Вильштеттер [51] указали на то, что благодаря суммированию межатомных взаимодействий силы притяжения макроскопических частиц должны быть существенно больше сил притяжения отдельных атомов или молекул. Могут быть предложены два пути для вычисления энергии взаимодействия конденсированных фаз. Де Бер [52] и Гамакер [53] исходили из аддитивности атомных сил взаимодействия (микроскопическая теория). Лифшиц [54] избрал макроскопический способ рассмотрения, при котором не предполагается аддитивность дисперсионных сил, справедливая только для разреженного газа. Ренне и Ниибер [55] недавно установили, что с помощью микроскопической теории также могут быть получены результаты, согласующиеся с данными макроскопической теории, если неаддитивность учитывается введением соответствующих поправочных членов. В последнее время Лангбейном [56] на основе микроскопической теории и учета макроскопической экранировки флук-туационного поля выведено общее уравнение для энергии взаимодействия частиц. [c.33]

При контакте поверхностей твердых тел, в частности коллоидных и микроскопических частиц, между ними возникают силы контактного взаимодействия. В настоящее время известно несколько видов этих сил [1,2]. В жидкой среде они связаны с самой поверхностью (ван-дер-ваальсовы, борнов-ские) или с адсорбционным слоем (электростатическое взаимодействие адсорбированных ионов, электрострик-ционные силы, энтропийный эффект дезориентации адсорбированных линейных молекул поверхностно-активных веществ или цепей полимеров), а также с прослойками среды, разделяющими сопряженные поверхности. Результирующая этих сил определяет знак и величину силы контактного взаимодействия. Важный пример анализа сил взаимодействия частиц — теория устойчивости сильно заряженных лиофобных коллоидных растворов Дерягина — Ландау — Фервея — Овербека, которая основана на учете ван-дер-ваальсовых сил притяжения и электростатического отталкивания диффузионных слоев одноименных ионов, окружающих частицы. Сложение функциональной зависимости этих сил от расстояния между поверхностями позволяет выявить высоту энергетического барьера, препятствующего слипанию частиц, и положение потенциальной ямы, определяющей расстояние между ними. [c.117]

С точки зрения микроскопической теории коэффициент диффузии должен определяться пара.метрами молекул растворителя и растворенного вещества. Главную роль в диффузии играет движение вакансий — дырок . При близких размерах молекул растворителя и растворенного вещества остается в силе формула для коэффициента самодиффузии, представленная выше. При этом значение энергии активации практически не меняется, несмотря на то, что вместо части молекул растворителя теперь присутствуют молекулы растворенного вещества. Я- И. Френкель объясняет это тем [38], что при перемещении маленьких молекул растворенного вещества окружающие молекулы растворителя увлекаются согласно закономерностям макроскопической гидродинамики. Процессы диффузии и самодиффузии схожи, ири этом энергия активации относится ко всему комплексу частиц, участвующих в элементарном перемещении. Отсюда следует, что основным и определяющим вкладом в энергию активации является характер взаимодействия молекул растворителя друг с другом. Поэтому энергии активации близки. Кроме того, молекула примеси может переместиться в результате случайного возникновения рядом полости , в результате флуктуаци-онного раздвижсния молекул растворителя происходит пассивный, без энергетических затрат, переход в эту полость. Но энергия, затрачиваемая на образование этой полости, определяется взаимодействием молекул растворителя. [c.48]

Качественно тот же результат можно получить при более строгом рассмотрении молекулярных взаимодействий в дисперсных системах, основанном на так называемой макроскопической теории ван-дер-ваальсовых сил, развитой в работах Е. М. Лифшица, И. Е. Дзя-лошинского и Л. П. Питаевского. В отличие от микроскопической теории Гамакера, макроскопическая теория не содержит упрощенного предположения об аддитивности взаимодействий молекул, которое лежит в основе их суммирования, проведенного в 2 гл. I. Взаимное влияние молекул в конденсированных фазах может изменять значения поляризуемости и энергий ионизации по сравнению с их величинами для изолированных молекул и приводить к неаддитивности молекулярных взаимодействий. [c.249]

В этом случае соотношения (44) и (45) для I я сохраняют свою силу. Нас интересует энергия 8, получаемая поверхностью жидкости (и рассчитанная на единицу площади поверхности и единицу времени). Приэтом мы должны учесть, что, вообще говоря, не вся энергия молекул газа, ударяющихся о поверхность капель, передается жидкости. Вопросы, связанные со взаимодействием молекул газа с поверхностью конденсированного тела, достаточно сложны и неоднократно рассматривались в связи с задачами адсорбции и др. (см., например, [13, 14]). Однако в настоящее время вряд ли можно на основе какой-либо микроскопической теории достаточно последовательно рассчитать долю энергии Бо, передаваемую поверхности жидкости ударами молекул газовой смеси. Ввиду этого введем безразмерный коэффициент ш передачи энергии, определяемый соотношением [c.187]

Микроскопическая модель процесса испарения основывается на кин тической теории газов, которая рассматривает газ как систему, состоящую из большого числа атомов или молекул одинаковой массы и радиуса. В большинстве случаев формой и внутренней структурой этих частиц можно пренебречь и рассматривать молекулы как упругие шарики, диаметр которых много меньше среднего расстояния между ними. Кроме того, предполагается, что молекулы находятся в состоянии непрерывного беспорядочного движения, сталкиваясь друг с другом и с окружающими их стенками сосуда. По аналогии с уравнением для идеального газа, описывающим макроскопическое поведение газа, в микроскопической модели предполагается, что между молекулами, за исключением момента столкновения, отсутствуют силы взаимодействия. В соответствии с микроскопической моделью давление газа на стенки сосуда возникает вследствие передачи стенке сосуда импульса от каждой молекулы при их столкновении. [c.23]

Расхождение современных статистических теорий наблюдается в основном в ходе функций распределения на малых расстояниях. Теоретический расчет потенциала взаимодействия частиц на малых расстояниях чрезвычайно сложен и не может быть пока проведен однозначно, так как на таких расстояниях наряду с чисто отталкива-тельными и кулоновскими силами существенную роль играют квантово-механические дисперсионные и другие силы. Кроме того, при уточнении поведения бинарной функции распределения на малых расстояниях между ионами (концентрированные растворы) необходим учет микроскопической структуры растворителя. [c.48]

Таким образом, были развиты теории, объясняющие происхождение межмолекулярного притяжения и позволяющие рассчитывать взаимодействие свободных атомов и молекул. В предположении аддитивности лондоновских сил молекулярное притяжение между телами, состоящими из большого числа молекул, рассматривалось как равнодействующая сил притяжения между всеми парами молекул, составляющими данные тела (так называемый микроскопический подход). Так, де Бур [13] и Гамакер [14] рассчитали взаимодействие двух одинаковых тел, содержащих д молекул в единице объема, интегрированием элементарных взаимодействий, подчиняюш ихся за- [c.70]

Чен, Митчелл, Нинхем и Пайлторп [166, 167] объединили микроскопический формализм теории простых жидкостей с макроскопической теорией дисперсионных сил, учтя влияние изменений плотности граничных слоев жидкости в тонкой прослойке на силы дисперсионного взаимодействия ограничивающие ее поверхностей. Расчеты сделаны для леннард-джонсовской жидкости. Взаимодействие ее молекул с твердой (абсолютно жесткой и гладкой) бесструктурной стенкой описывается потенциалом притяжения, спадающим с расстоянием по закону обратных кубов. Если взаимодействие молекул со стенками слабее, чем межмолекулярное, то плотность жидкости вблизи поверхностей оказывается пониженной. В этом случае поверхности неоднородной прослойки испытывают дисперсионное притяжение, значительно превышающее силы дисперсионного притяжения через однородную (без граничных слоев) прослойку. [c.229]

В основе теории псевдопотенциалов лежит тот факт, что в непереходных металлах эффективный потенциал (псевдопотенциал), действующий на электроны в зоне проводимости со стороны решетки ионных остовов, в силу ряда причин (см. [48, 49]) является в некотором смысле слабым. При этом для описания электронов в металле можно использовать теорию возмущений по псевдопотенциалам и в ряде случаев ограничиться первыми порядками ряда теории возмущений. Парное межатомное взаимодействие в сплаве, которое было принято в изложенной выше статистикотермодинамической теории, может быть получено в теории псевдопотенциалов, если ограничиться в ней вторым порядком теории возмущений. В настоящемпараграфе, следуя работе [114], мы покажем, каким образом могут быть вычислены фурье-компоненты энергии смешения бинарного твердого раствора непереходных металлов V (к) через микроскопические характеристики элек-трон-ионной системы. [c.177]

В частных случаях коэффициенты 1ц представляют собой коэффициенты теплопроводности или электропроводности, а коэффициенты Lift характеризуют взаимодействие процессов они, например, могут характеризовать возникновение градиента концентраций за счет разности температур и т. п. Уравнения связи между потоками и силами линейны их часто называют линейными феноменологическими уравнениями Онзагера. В действительности линейные зависимости не всегда точно описывают реальные процессы. Тем не менее соотношения Онза гера играют важнейшую роль в теории необратимых процессов, так как могут быть строго обоснованы при помощи принципа микроскопической обратимости. Сущность этого принципа заключается в том, что в состоянии равновесия скорость любого молекулярного процесса равна скорости обратного процесса. Например, с термодинамической точки зрения в цепи реакций А—>-В, В— С, С—vA равновесие может установиться, если скорости всех превращений сравняются и в системе будет все время происходить круговой процесс превращения А—В, В—>С и С—>А. [c.117]