Надо Знать

добавить знаний



Молекулярная физика



План:


Введение

Молекулярная физика - раздел физики, который изучает вещество на уровне молекул. Вещество на уровне атомов изучает атомная физика.


1. Предпосылки возникновения

Основы современных представлений о строении вещества были заложены в те далекие времена, когда человек только делала попытку понять суть вещей, окружавших ее.

Такие неотделимы от материи понятия, как движение, дискретность были уже предметом дискуссий древнегреческих натурфилософов. Понятие "Атом" (неделимый) ввел Демокрит (V в. до н. н.э.). Ныне представления о прерывистую, молекулярное строение вещества стало стройной теорией, проверенной множеством экспериментов.

Многочисленные факты дали основания сделать следующие выводы:

  • любое вещество состоит из мельчайших частиц - молекул или атомов, которые находятся в постоянном беспорядочном (хаотическом) движении;
  • между молекулами действуют силы притяжения и отталкивания. Хаотическое движение молекул (атомов) называют тепловым движением.

Свойства тел определяются прежде их внутренним строением, свойствами частиц, из которых они состоят, силами, которые действуют между частицами и др.. Поэтому вопрос о строении вещества является одним из основных в физике и других науках о природе.


2. Методы описания молекулярной физики

Есть два метода описания и исследования процессов, происходящих в макроскопических телах: статистический и термодинамический.

2.1. Статистический метод

Основная статья Статистическая физика

Статистический метод изучения физических явлений основывается на моделировании внутренней структуры вещества. Среда рассматривают как некую физическую систему, состоящую из большого числа молекул ( атомов) с заданными свойствами. Определение макроскопических характеристик и закономерностей по заданным микроскопическими свойствами среды является основной задачей этого метода.

Так, для совокупности молекул, движутся хаотически, можно найти определенные значения скорости, энергии, импульса, которое присуще большинству молекул. Такие значения величин называют наиболее вероятными. Можно определить средние значения скорости молекул, их энергии, свободного пробега молекул и др.., Которые являются характеристиками движения совокупности молекул. По этим характеристикам можно определить такие параметры макроскопической системы, как давление, абсолютная температура и т.д..

Статистический метод позволяет в мысленном хаосе случайных явлений устанавливать закономерности, которые исполняются для целого ансамбля явлений, а не для каждого элемента в отдельности, как в динамической закономерности. Установлены так взаимосвязи называют статистическими закономерностями.

Эти закономерности теряют смысл с переходом к системам с малым числом частиц.


2.2. Термодинамический метод

Метод описания процесса, который не учитывает микроскопическую структуру вещества, а рассматривает ее как сплошную среду, называют термодинамическим.

Феноменологический метод позволяет установить общие соотношения между параметрами, характеризующими явления в целом. Феноменологические законы имеют весьма общий характер, а роль конкретной среды учитывают применением коэффициентов, которые определяют непосредственно из опыта. С помощью этого метода, в частности, было установлено законы идеальных и реальных газов.

Феноменологический метод исследования применяют в термодинамике - разделе физики, который для различных явлений природы, связанных с тепловыми эффектами, изучает условия преобразования энергии из одного вида в другой и количественно характеризует эти преобразования. В основу термодинамики положены три фундаментальные законы, установленные на основе обобщения большого числа наблюдений и опытов над достаточно большими (макроскопическим) телами.

Особенно эффективным оказалось применение феноменологического метода в теплотехнике, газодинамике, ракетной технике и т.д..

Рассматривая свойства тел и их изменения с двух разных позиций - микроскопической и макроскопической, молекулярная физика и термодинамика дополняют друг друга.


3. Достижения

Достижения молекулярной физики широко используют в других науках о природу. С ее успехами, в частности, неразрывно связано развитие химии и биологии. В процессе развития в молекулярной физике выделились самостоятельные разделы, например: физическая химия, физическая кинетика, молекулярная биология, физика твердого тела.


4. Применение понятий молекулярной физики

Основные понятия молекулярной физики используется в некоторых специальных областях науки, в частности, в физике металлов, полимеров и плазмы, кристалофизици, физико-химической механике.

Молекулярная физика является научной основой современного материаловедения, вакуумной технологии, порошковой металлургии, холодильной техники и др..

Значительным успехом современной физики стал синтез искусственного алмаз в и других сверхтвердых материалов.

Достижения молекулярной физики и термодинамики положена в основу создания современных тепловых двигателей, холодильных устав, аппаратов для сжижения газов, химических и пищевых производств, они способствуют дальнейшему развитию метеорологии.


См.. также

Атомная, молекулярная и оптическая физика

Литература

  • Булавин Л.А., Гаврюшенко Д. А., Сысоев В. М. Молекулярная физика. - К. : Знание, 2006. - 567 с.
  • Квасников И.А. Молекулярная физика. - М. : URSS, 2011. - 232 с.
  • Сивухин Д. В. Термодинамика и молекулярная физика / / Общий курс физики. - М. : Физматлит, 2002. - Т. 2. - 576 с.


п ? в ? р Молекулярная физика
п ? в ? р Главные разделы физики

код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам