МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

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.