Быстрый поиск

Атомистический подход в физике

Конечная цель микроскопического, или атомистического, подхода состоит в том, чтобы найти эти недостающие числа, проникнуть глубже в поведение твердых тел и вывести их наблюдаемые характеристики, зная физические свойства и «способ укладки» атомов, составляющих эти тела. История этого подхода насчитывает более ста лет. Само же атомное строение материи предполагалось уже на протяжении двух тысячелетий. Однако достижения атомистического подхода оставались немногочисленными до тех пор, пока открытие дифракции рентгеновских лучей на кристаллах и создание волновой механики не проложили прямой дороги к его систематическому развитию.

Идея о том, что все вещества состоят из атомов, позволяет сразу же обрисовать различия между тремя состояниями вещества — газообразным, жидким и твердым. В газах атомы (или, возможно, молекулы, каждая из которых состоит из нескольких прочно связанных друг с другом атомов) летают в виде крошечных компактных частиц. Они движутся совершенно независимо и очень слабо воздействуют друг на друга, за исключением тех моментов, когда два атома (или две молекулы) сталкиваются и один из них увеличивает свою скорость за счет другого. Если бы газ не был заключен в сосуд, молекулы разлетелись бы во всех возможных направлениях.

Когда температура газа понижается, понижаются и средние скорости молекул, молекулы начинают «чувствовать» действие сил взаимного притяжения. При достаточно низких температурах эти силы приводят к сцеплению молекул, так что образуется жидкость. В жидкости молекулы упакованы очень плотно, но все же еще способны передвигаться. В частности, они могут перемещаться с места на место, обеспечивая тем самым текучесть жидкости.

 

При еще более низких температурах жидкость затвердевает. В твердом теле молекулы упакованы лишь немногим более плотно, чем в жидкости (а во льду даже менее плотно, чем в воде), но они уже не могут перемещаться с места на место с прежней легкостью. Их движение теперь сводится к колебаниям вокруг фиксированных положений равновесия, от которых они не могут далеко уйти. Даже при абсолютном нуле (будь эта температура достижима) молекулы продолжали бы двигаться, совершая так называемые нулевые колебания.

Представление о твердом теле как о системе плотно упакованных молекул, связанных силами взаимного притяжения и находящихся в постоянном тепловом возбуждении, объясняет, почему столь трудно построить законченную количественную атомистическую теорию твердых тел. Если развивать эту теорию, исходя из первых принципов, мы придем к математическим уравнениям, описывающим поведение системы очень большого числа частиц, какой является совокупность атомов твердого тела. Эти уравнения слишком сложны для того, чтобы их можно было решить, и не столь «прозрачны», чтобы с их помощью можно было «заглянуть внутрь» твердого тела. Характерно, что физика твердого тела по существу вынуждена отказаться от своего первоначального идеала — вывода точных количественных законов поведения твердого тела на основе первых принципов — и ставит перед собой более скромную цель.

Рекомендуем почитать!

materializatsiya-mysli-pravda-ili-vymysel
Современность полна новых идей, в том числе и идеи...ДАЛЕЕ .....1408
provedenie-krestyanskoj-reformy-v-kumykii-v-1860-kh-godakh
В 1860-х годах сословно-поземельная комиссия приступили к...ДАЛЕЕ .....568
iskusstvennaya-myshechnaya-tkan
В 2009 году учеными Технологического университета Эйндховена...ДАЛЕЕ .....981
profil-vkontakte
Вконтакте, секреты, полезные функции, оформление...ДАЛЕЕ .....689
gologrammy-i-kogerentnyj-radar
Голографию нельзя рассматривать только как альтернативу...ДАЛЕЕ .....369
na-planete-mars-obnaruzhen-perenasyshchennyj-vodyanoj-par
Находка имеет большое значение не только лишь для понимания...ДАЛЕЕ .....1021
gde-i-kogda-poyavilis-mlekopitayushchie
История появления млекопитающих Кстати говоря, мы - люди,...ДАЛЕЕ .....1754
khram-bogini-gery-na-ostrove-samos
В начале V века до нашей эры на острове Самос населением был...ДАЛЕЕ .....1887
brizy
На берегах морей, озер, а иногда и крупных рек возникают...ДАЛЕЕ .....517
pochemu-rasteniya-sejchas-stanovyatsya-ustojchivymi-k-gerbitsidam
Достижения генетической инженерии в растениеводстве – растения,...ДАЛЕЕ .....1593
organicheskie-elektronnye-ustrojstva
Ученые Тель-авивского университета (Израиль) создали новую...ДАЛЕЕ .....871
chto-takoe-atmosfera
Океан воздуха - атмосфера. Солнечные лучи, падая на Землю,...ДАЛЕЕ .....1269
chuvstvuyut-li-zhivotnye-priblizhenie-apokalipsisa
Животные очень чувствительно относятся ко всем переменам,...ДАЛЕЕ .....1151
tomu-kto-chikhnul-govoryat-bud-zdorov-a-pochemu
Почему чихнувшему желают здоровья Как всем известно,...ДАЛЕЕ .....1608
avtobus-3d
В больших городах всего мира, проблема транспорта, стоит на...ДАЛЕЕ .....419
yu-a-ajkhenvald-siluety-russkikh-pisatelej
Знаток философских учений, Айхенвальд прячет от читателя...ДАЛЕЕ .....1643
kak-zapomnit-bystro-i-mnogo
Учимся запоминать. В наше время запоминание большого...ДАЛЕЕ .....998
pokupka-i-prodazha-avtomobilej-s-probegom
Автомобиль   В настоящее время в стране...ДАЛЕЕ .....1057
tipy-podnyatij-vlagi
Различают несколько типов...ДАЛЕЕ .....499
komary-i-malyariya
Некоторые представители гнуса являются переносчиками ряда...ДАЛЕЕ .....898
dostupno-ob-atomakh
Атомы — это крошечные частички, из которых состоит...ДАЛЕЕ .....509
kratkaya-istoriya-sozdaniya-dvigatelya-rabotayushchego-na-dizelnom-toplive
Первые разработки двигателя работающего на дизельном топливе...ДАЛЕЕ .....1104
 50 — 60-е годы к вопросам культуры речи...ДАЛЕЕ .....970
pochemu-produkty-portyatsya-i-gniyut
Что такое фотостарение? Как можно пищу защитить от...ДАЛЕЕ .....1037
yazykovye-pravilnosti-i-yazykovye-oshibki
С конкретными условиями развития чешского литературного языка...ДАЛЕЕ .....767
kak-plesen-smogla-pomoch-cheloveku-v-borbe-s-mikrobami-antibiotiki
Мы живем среди микроорганизмов с которыми человечество...ДАЛЕЕ .....1022
super-invalidnye-kolyaski-kolyaski-blizhajshego-budushchego
  "Отвези меня к дивану " – говорит человек...ДАЛЕЕ .....1020
dublirovanie-mnogomestnye-velosipedy
«В то время как одноместный велосипед уже достиг самой...ДАЛЕЕ .....1183
kakaya-ryba-samaya-bystraya-na-zemle-ryba-parusnik
Рыба парусник - рекордсмен по скорости среди рыб. Как...ДАЛЕЕ .....1366
byvayut-li-pchely-ubijtsy-i-gde-oni-vstrechayutsya
Внимание, внимание!  "Пчелы-убийцы уже распространяются по всей...ДАЛЕЕ .....1441