Электростатика

Все табличные данные, а также коэффициенты в формулах пересчитаны на Международную систему единиц СИ, хотя в отдельных случаях, оговоренных в тексте, использовались и другие единицы, например электронвольты. Уравнения, основанные на законах электростатики, даны в рационализированной форме. [c.4]

Для объяснения структурных особенностей тонких прослоек воды, ограниченных монослоями диполей, привлекается нелокальная электростатика (раздел 9). Этот подход учитывает не-локальность действия на среду электрического поля, а именно влияние на состояние диэлектрика напряженности электрического поля не только в данной точке, но и в ее окрестности. Этот эффект оказывается особенно значительным в случае воды в тонких прослойках, вызывая появление в них сил отталкивания гидрофильных поверхностей (структурные силы). Их действием удается количественно объяснить устойчивость тонких слоев воды между бислоями липидов, являющихся физической моделью биологических мембран. [c.117]

Такая нелокальная зависимость является проявлением пространственной дисперсии диэлектрического отклика среды, в отличие от временной или частотной дисперсии [432]. Ядро определяется корреляцией флуктуаций поляризации среды,присущих данному диэлектрику. Для больщинства систем, рассматриваемых обычно в электростатике, пространственная дисперсия играет гораздо меньщую роль, чем временная. Это связано с тем, что для обычного диэлектрика флуктуации поляризации в соседних точках пространства довольно слабо связаны друг с другом. Поэтому ядро /С(г, г ) интегрального оператора в (9.11> существенно убывает уже на расстояниях, сравнимых с атомными размерами. В этом случае Е г ) выходит из-по интеграла по [c.154]

Нашей задачей является найти с помощью уравнений электростатики величины ip и г]) и затем определить потенциал ионной атмосферы i a. [c.404]

Теоретический анализ структуры ДЭС вблизи поверхностей, источники электрических полей которых (заряды и диполи) заполняют определенный поверхностный слой, показывает, что она существенно зависит от толщины этого слоя L. Основным результатом является вывод о том, что поверхностные диполи вносят значительный вклад в электрическое поле, образующееся вблизи поверхности. Поэтому вблизи электрически нейтральной гидратированной гидрофильной поверхности существует электрическое поле, обусловленное поверхностными диполями. Ири дегидратации поверхности (т. е. при L- 0) это поле исчезает. Отметим, что этот результат справедлив только в рамках классической электростатики. В нелокальной электростатике поле вблизи нейтральной гидрофильной поверхности не исчезает и при ее полной дегидратации. [c.153]

Первые слагаемые в (9.16) и (9.17) представляют собой обычные классические составляющие электрического поля. Отметим, что в случае диполя это слагаемое спадает существенно быстрее, чем в случае заряда. Вторые слагаемые обязаны своим происхождением пространственной дисперсии е( ). Существенно, что теперь оба эти члена спадают одинаковым образом, причем в (9.16) нелокальный член не исчезает (в отличие от классического слагаемого) при усреднении Е г) по всем ориентациям п. Именно эта особенность электрических полей в нелокальной электростатике приводит к существованию сильного электрического поля вблизи нейтральной липидной мембраны [429,. 438]. [c.157]

Таким образом, электростатическое взаимодействие гидрофильных поверхностей на малых расстояниях в водном электролите имеет явно выраженный экспоненциальный характер, причем основной вклад в это взаимодействие вносят поверхностные диполи, а не поверхностные заряды. Легко показать, что ди-польное слагаемое на порядок больше зарядового слагаемого даже для максимально заряженных липидов. Следовательно, такое электростатическое взаимодействие будет значительным и в случае нейтральных гидрофильных поверхностей, так как оно почти не зависит от величины поверхностного заряда. Столь необычный, на первый взгляд, результат является следствием нелокальной поляризуемости среды, благодаря которой поверхностные диполи (в противоположность классической электростатике) создают электрическое поле. Естественно предположить, что именно это взаимодействие измеряется в экспериментах как гидратационные силы. [c.165]

Так как цель настоящей работы — продемонстрировать эффекты нелокальной электростатики в водно-липидных дисперсиях, то в основном мы будем использовать простейшее диэлектрическое приближение (9.19), хотя некоторые, более тонкие, эффекты связаны с использованием зеркально-диффузионной модели [442]. [c.158]

Таким образом, распределение электрических полей в рамках нелокальной электростатики определяется уравнениями [c.158]

Отметим еще одну особенность распределения (9.23). Как видно из (9.23) — (9.25), вклад поверхностных диполей в электрическое поле значителен при любой, в том числе нулевой (L = 0) степени гидратации. Это важное отличие нелокальной электростатики позволяет объяснить природу нового эффекта — структурной составляющей расклинивающего давления в фосфолипидных дисперсиях (см. ниже). [c.160]

Необходимость теоретического анализа ДЭС в фосфолипидных дисперсиях на основе нелокальной электростатики возникла в связи с обнаружением в таких системах структурных (гидратных) сил [418—420]. Здесь эти силы будут рассмотрены несколько подробнее. [c.161]

Используя эти данные, можно предположить следующую картину преодоления гидратационного барьера. В отсутствие ионов a + поверхности сближающихся бислоев являются довольно рыхлыми и нелокальная электростатика находящегося между ними электролита соответствует диэлектрическому приближению (9.19). Как следует из (9.26), в этом случае между бислоями действуют значительные силы отталкивания. Добавление в электролит ионов Са + приводит к двум эффектам. Во-первых, благодаря образованию кальциевых мостиков структура бислоя приобретает жесткость и теперь более адекватной становится модель зеркального отражения , т. е. взаимодействие бислоев теперь описывается выражением (9.43). Во-вторых, ионы Са2+ дегидратируют поверхности сближающихся бислоев, что, как видно из (9.43), приводит к полному исчезновению гидратационных сил. [c.167]

Такое предположение не имело никакого очевидного обоснования поэтому его следовало принять только в том случае, если оно приводило к удовлетворительному объяснению других явлений. Но Бор показал, не прибегая к каким-либо другим предположениям и основываясь на законах классической механики и электростатики, что его постулат приводит к ограничению энергии электрона в атоме водорода значениями [c.345]

Теория является гибридом несовместимых положении —- уравнений классической механики и электростатики и никак не вытекающих из них правил квантования. [c.16]

Упрощающие допущения заключаются прежде всего в том, что в теории не отражаются процессы сольватации ионов. Вместо взаимодействия отдельных ионов рассматривается взаимодействие иона с окружающей его ионной атмосферой и определяется, как изменяется плотность заряда в ионной атмосфере с изменением расстояния от центрального иона. Расчет основывается на применении закона статистического распределения ионов в силовом поле, создаваемом центральным ионом. При этом для вычисления потенциала вместо зарядов отдельных ионов, составляющих ионную атмосферу, рассматривается соответствующее ей непрерывное электрическое поле. Плотность заряда в различных точках поля принимается пропорциональной избыточной концентрации ионов данного вида. Такая замена отдельных зарядов непрерывным полем дает возможность использовать более простые законы электростатики непрерывных сред, но искажает результат. [c.393]

Как следует из электростатики, сила поля (вызываемое им расщепление 10 О ) тем больше, чем больше заряд (или дипольный момент) лигандов, протяженность -орбиталей и чем короче расстояние центральный нон — лиганд. Практически 10 находят кз спектров растворов по частоте Vп,ax максимума полосы поглощения [c.122]

Энергия Гиббса электростатического взаимодействия ионов рассчитывается по законам электростатики [c.439]

Такая интерпретация членов уравнения (4.77) в действительности хорошо согласуется с результатами квантовомеханических расчетов, в которых энергия дисперсионного взаимодействия вычисляется как вероятное значение возбужденной части оператора Гамильтона. Эта часть оператора складывается из кулоновских взаимодействий электронов и ядер одного атома с электронами и ядрами другого атома. Если далее этн кулоновские составляющие разложить в ряд Тейлора и сгруппировать члены, то в результате получится ряд, содержащий явно выраженные части диполь-дипольного, диполь-квадрупольного и т. д. взаимодействий. Это обстоятельство не должно вызывать удивления, так как разложенная в ряд возбужденная часть оператора по своей природе является чисто электростатической, а потому и все разложение будет представлять собой мультипольное разложение классической электростатики. Если вероятные значения квантовомеханических величин усреднить по времени, то получится полуклассическое описание. [c.200]

Принимая во внимание выражение из электростатики, связывающее заряд и потенциал для сферической частицы, имеем [c.229]

Чтобы разобраться в довольно сложном механизме рассматриваемого явления, представим себе сначала сферическую каплю жидкости, находящуюся в электрическом поле. Согласно законам классической электростатики, сила, действующая на поверхность жидкости, т. е. давление, определяется выражением [c.56]

Капли, попадая в электрическое поле, поляризуются, и их форма приближается к эллипсоидальной (рис. 1.1). Соударение и слияние капель происходит за счет кулоновского взаимодействия противоположных по знаку поляризационных зарядов частиц, оказавшихся вблизи друг от друга. Из электростатики известно, что заряд поляризации qn = Еа . Следовательно, сила взаимодействия, определяющая сближение и слияние капель [c.8]

Задачи, аналогичные поставленной, рассматриваются в электростатике рассмотрению подлежит сила Р взаимодействия двух электрических зарядов (закон Кулона), определяемая формулой [c.72]

В то же время из электростатики известно, что электрическая емкость С сферы радиусом г в среде с диэлектрической проницаемостью е = 1 равна [c.100]

Элементы электростатики и электродинамики [c.178]

ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОСТАТИКИ И ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ 179 [c.179]

ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОСТАТИКИ И ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ 181 [c.181]

Зависимости (15) и (16) играют в электростатике такую же роль, как уравнение неразрывности в гидродинамике. Соотношенпе (15) можно распространить иа вектор индукции, если в правую часть подставить плотность свободных зарядов ро [c.182]

Константы интегрирования и. 42 находят из пограничных условий. Как следует из основных законов электростатики, ири г- оо что является первым пограничным условием. Это условие выполняется в том случае, если 12 = 0, так как иначе с удалением от центрального нона г ) будет стремиться к бесконечности [ехр() г)—велич1П1а более высокого порядка, чем г]. Следовательно, учитывая, что Л2 = 0, можно вместо (3.43) написать [c.86]

Нелокальная электростатика сольватационных явлений была впервые предложена Р. Р. Догонадзе и А. А. Корнышевым [437]. Затем этот подход был разработан в работах Корнышева и сотр. (см. обзоры в [428, 433]) для целого ряда других систем. Однако в этих работах анализировались в основном системы, содержащие в качестве источников электрических полей электрические заряды. Оказалось, что включение в систему электрических диполей приводит к появлению ряда новых эффектов нелокальной поляризуемости среды [429]. В этой связи интересно сравнить электрическое поле, создаваемое единичным [c.156]

Для физиков проблема структурных сил привлекательна тем, что эти силы являются, по-видимому, наиболее яркой демонстрацией пространственной дисперсии диэлектрического отклика в водном электролите. Д. Грюен и С. Марчелья [450] впервые показали, что гидратационные силы в фосфолипидных системах могут быть представлены как результат влияния пространственной неоднородности электрических полей на взаимодействие сближающихся фосфолипидных бислоев. В работах [451, 452] непосредственно использовали аппарат нелокальной электростатики для описания природы гидратационных сил. Отметим, что были предложены и другие теории гидратационных сил [453, 454]. Однако подход, основанный на нелокальной электростатике, представляется физически более достоверным, поскольку он позволяет представить эти силы как результат электростатического взаимодействия сближающихся фосфолипидных бислоев. Это, в свою очередь, позволяет независимо исследовать влияние электролита и параметров поверхности на величину гидратационных сил. Опишем кратко развитый нами подход, следуя [438]. [c.163]

Предупреждение это было ненапрасным. С позиций классической физики, атом Резерфорда существовать не мог, так как электроны, ро законам электростатики, не могли находиться в покое, а ускоренно двигаясь, они должны были, по законам электродина [c.6]

Молекулярные орбитали в комплексных соединениях. Пс скольку теория кристаллического поля рассматривает центральную частицу комплекса как ион, ее результаты нельзя считать удовлетворительными, если связь комплексообразователя с лигандами далека от ионной. О неточности ионной модели свидетельствует и спектрохимический ряд. В этом ряду, например, ион СМ-предшествует иону р-, однако ион Р" меньше иона СЫ- и на основании электростатики следовало бы ожидать большего воздей-. ствия на центральный ион ионов Р , чем СЫ . [c.127]

Межмолекулярные силы удобно, хотя это и не совсем строго, разделить на три категории дальнодействующие, короткодействующие и силы, действующие на средних расстояниях. Такая классификация обусловлена различием в математических методах, применяемых при расчете межмолекулярных сил. В целях иллюстрации этого утверждения атом или молекулу удобно рассматривать как стационарную систему точечных ядер, окруженную электронным облаком с отрицательным зарядом, распределяющимся в соответствии с законами квантовой механики. После того как это распределение найдено, силы взаимодействия между атомами и молекулами могут быть просто вычислены на основе классической электростатики (теорема Хеллманна— [c.193]

Уравнения электростатики и электромагнетизма могут быть записаны в рационализированном или нерационализированном вариантах, различающихся между собой множителем 4ir. В связи с этим все системы электрических и электромагнитных единиц существуют в днух вариантах рационализированном и нерационализированном. Однородные величины измеряются в обоих вариантах каждой системы единицами одной и той же размерности, но некоторые единицы рационализированного варианта в 4it раз больше соответствующих единиц нерациопализированного варианта (см. стр. 49). [c.41]

В течение следующего столетия появляется ряд сообщений о явлениях электростатики, наиболее примечательными из которых явились исследования Бенджамина Франклина (1747 г.), основанные на способности заостренных проводников притягивать электрические токи, и Кулона (1785 г.), который изучал потерю заряда из изолированного проводника путем подвода к нему через воздух заряженных частиц. Первый наглядный показ электростатического осаждения приписывается Гольфельду, который в 1824 г. продемонстрировал исчезновение тумана из стеклянного сосуда, в котором был помещен наконечник, заряженный электричеством. Позже, в XIX в, стало известно об аналогичных опытах, продемонстрированных другими исследователями одним из таких примеров является опыт с осаждением табачного дыма в стеклянном цилиндре высотой 450 мм и диаметром 230 мм, показанный Житаром примерно через 26 лет после научного доклада Гольфельда. [c.435]

Зета-потенциад может быть определен количественно, если предположить, что упомянутые выше слои эквивалентны электрическому конденсатору из параллельно расположенных, пластин с расстоянием между ними в с1 см, обладающих каждая из них зарядом, отнесенным на 1 кв. см, равным е (см. ссылку 77). На основании законов электростатики зета-потенциал может быть выражен формулой [c.75]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология