МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
раздел физики,
в к-ром изучаются физич. свой ства тел в различных агрегатных состояниях
на основе рассмотрения их микроскопич. (молекулярного) строения. Задачи
М. ф. решаются методами физич. статистики, термодинамики и физич. кинетики,
они связаны с изучением движения и взаимодействия частиц (атомов, молекул,
ионов), составляющих физич. тела. Атомистич. представления о строении вещества,
высказанные ещё философами древности (см. Атомизм), в нач. 19 в.
были с успехом применены в химии (Дж. Дальтон, 1801), что в значит.
мере содействовало развитию М. ф. Первьм сформировавшимся разделом М. ф.
была кинетическая теория газов. В результате работ Дж. Максвелла
(1858-60),
Л. Больцмана (1868) и Дж. Гиббсс, (1871 -1902), развивавших
молекулярно-кинетич. теорию газов, была создана классич. статистическая
физика.
Количественные представления о взаимодействии
молекул (молекулярных силах) начали развиваться в теории капиллярных
явлений. Классич. работы в этой области А. Клеро (1743), П.
Лапласа
(1806),
Т. Юнга (1805), С. Пуассона, К. Гаусса (1830-31), Дж. Гиббса
(1874-1878),
И. С. Громеки (1879, 1886) и др. положили начало теории
поверхностных
явлений. Межмолекулярные взаимодействия были учтены Я. ван дер Ваальсом
(1873) при объяснении физич. свойств реальных газов и жидкостей.
В нач. 20 в. М. ф. вступает в новый период
своего развития, характеризующийся доказательствами реального строения
тел из молекул в работах Ж. Перрена и Т. Сведберга (1906),
М. Смолуховского и А. Эйнштейна (1904-06), касающихся броуновского
движения микрочастиц, и исследованиями молекулярной структуры веществ.
Применение для этих целей дифракции рентгеновских лучей в работах М. Лауэ
(1912),
У. Г. Брэгга и У. Л. Брэгга (1913), Г. В. Вульфа
(1913),
А. Ф. Иоффе (1924), В. Стюарда (1927-31), Дж. Бернала
(1933),
В. И. Данилова (1936) и др., а в дальнейшем и дифракции электронов и нейтронов
дало возможность получить точные данные о строении кристаллич. твёрдых
тел и жидкостей. Учение о межмолекулярных взаимодействиях на основании
представлений квантовой механики получило развитие в работах М.
Борна
(1937-39),
П. Дебая (30-е гг. 20 в.), Ф. Лондона (1927) и В.
Гейтлера (1927).
Теория переходов из одного агрегатного состояния в другое, намеченная в
19 в. Я. ван дер Ваальсом и У. Томсоном (Кельвином) и развитая в работах
Дж. Гиббса, Л.Ландау (1937), М. Фольмера
(30-е гг. 20 в.)
и их последователей, превратилась в совр. теорию образования новой фазы
- важный самостоятельный раздел М. ф. Объединение статистич. методов с
совр. представлениями о структуре веществ в работах Я. И. Френкеля (1926
и др.), Г. Эйринга (1935-36), Дж. Бернала и др. привело к М. ф. жидких
и твёрдых тел.
Круг вопросов, охватываемых М. ф., очень
широк. В ней рассматриваются строение газов, жидкостей и твёрдых тел, их
изменение под влиянием внешних условий (давления, темп-ры, электрич. и
магнитного полей), явления переноса (диффузия, теплопроводность, внутр.
трение), фазовое равновесие и процессы фазовых переходов (кристаллизация
и плавление, испарение и конденсация и др.), критическое состояние вещества,
поверхностные явления на границах раздела различных фаз.
Интенсивное развитие М. ф. привело к выделению
из неё ряда крупных самостоятельных разделов, таких, напр., как статистич.
физика, кинетика физическая, физика твёрдого тела, физическая химия, молекулярная
биология.
Совр. наука и техника используют всё большее
число новых веществ и материалов. Выявившиеся особенности строения этих
тел привели к развитию различных науч. подходов к их исследованию. Так,
на основе общих теоретич. представлений М. ф. получили развитие такие спец.
области науки, как физика металлов, физика полимеров, физика плазмы, кристаллофизика,
физико-химия дисперсных систем и поверхностных явлений, теория тепло- и
массопереноса. Сюда же можно отнести также новую область науки -Физико-химическую
механику, к-рая составляет теоретич. основу совр. материаловедения,
указывая пути создания технически важных материалов с требуемыми физич.
свойствами. При всём различии объектов и методов исследования здесь сохраняется,
однако, осн. идея М. ф.: описание макроскопич. свойств вещества, исходя
из особенностей микроскопич. (молекулярной) картины его строения.
Лит.: Кикоин И. К. и Кикоин А. К.,
Молекулярная физика, М., 1963; Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч. и Б е р д Р.,
Молекулярная теория газов и жидкостей, пер. с англ., М., 1961; Френкель
Я. И., Собр. избр. трудов, т. 3.-Кинетическая теория жидкостей, М.- Л.,
1959; Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике,
2 изд., М., 1967; К и т т е л ь Ч., Введение в физику твёрдого тела, пер.
с англ., М., 1957; ЛихтманВ.И., ЩукинЕ.Д., Р е б и н д е р П. А., Физико-химическая
механика металлов, М., 1962.
П. А. Ребиндер, Б. В. Д,ерягин, Н. В.
Чураев.
А Б В Г Д Е Ё 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