5-дәріс. Ұлы ғалым Ньютонның және оның ғылыми жолы
-дәріс Молекула-кинетикалық теорияның пайда болуы және дамуы
жүктеу/скачать 12,34 Mb.
|
| 8-дәріс
Молекула-кинетикалық теорияның пайда болуы және дамуы Молекулалық физика – физиканың әр түрлі агрегаттық күйдегі заттардың физикалық қасиеттерін олардың молекулалық құрылысы негізінде зерттейтін саласы. Молекулалық физиканың ең алғаш қалыптасқан бөлімі – газдардың молекула-кинетикалық теориясы. Бұл теория 1858-60 жылдары Дж. Максвеллдің, 1868 жылы Л. Больцман және 1871-1902 жылдары Дж. Гиббс еңбектерінің нәтижесінде классикалық-статистикалық физика болып қалыптасты. Молекулалардың өзара әсері (молекулалық күштер) жөніндегі сандық мәліметтер капиллярлық құбылыстар теориясында: 1743 жылы А. Клероның, 1805 жылы Т. Юнгтың, 1806 жылы П. Лапластың, С. Пуассонның, т.б-дың классикалық еңбектерінде дамытылып, беттік құбылыстар теориясының жасалуына негіз болды. Голланд физигі Я. Ван-дер-Ваальс нақты газдар мен сұйықтықтардың физикалық қасиеттерін түсіндіру үшін молекулааралық өзара әсер ұғымын (1873) пайдаланып нақты газдардың күй теңдеуін (Ван-дер-Ваальс теңдеуі) қорытып шығарды. 1906 жылы француз физигі Ж. Перрен мен швед ғалымы Т. Сведбергтің, 1904–06 жылы поляк физигі М. Смолуховский мен А. Эйнштейннің микробөлшектердің броундық қозғалысына және заттардың молекулалық құрылысына арналған зерттеу жұмыстары кез келген заттың молекулалардан тұратындығының айғағы болды. Осы мақсатта көптеген ғалымдар алғашқыда заттарға түсірілген рентген сәулесінің дифракциясын, кейіннен электрондар мен нейтрондар дифракциясын пайдаланып, нәтижесінде қатты денелер мен сұйықтықтардың құрылысы жөнінде нақты мәліметтер алды. Кванттық механикада молекулааралық өзара әсер туралы ілім 1927 жылы Ф. Лондонның, 1927 жылы В. Гейтлердің, 1930 жылы П. Дебайдың, 1937 – 39 жылы М. Борнның еңбектерінде дамытылды. 19 ғасырда Я. Ван-дер-Ваальс пен У. Томсон (Кельвин) байқаған және Дж. Гиббс пен 1937 жылы Л. Ландаудың еңбектерінде дамытылған бір агрегаттық күйден екінші агрегаттық күйге ауысу теориясы фаза түзілудің қазіргі теориясына айналды; сөйтіп ол молекулалық физиканың маңызды жеке тарауы болып қалыптасты. Я.И. Френкельдің, Дж. Берналдың, т.б. еңбектерінде статистикалық әдістің заттардың құрылымы жөніндегі көзқараспен біріктірілуі сұйықтықтар мен қатты денелердің молекулалық физикасының дамуына үлкен әсер етті. Жалпы молекулалық физика газдардың, сұйықтықтардың және қатты денелердің құрылысы, олардың сыртқы әсерлердің (қысым, температура, электр және магнит өрістері) нәтижесінде өзгеруі, тасымалдау құбылысы (диффузия, жылуөткізгіштік, ішкі үйкеліс), фазалық тепе-теңдік және ауысу процестері (кристалдану және балқу, булану және конденсация, т.б.) заттардың кризистік күйі, әр түрлі фазалардың бөліну шекараларындағы беттік құбылыстар қарастырылады. XX ғасырда молекулалық физиканың жедел қарқынмен дамуы нәтижесінде одан статистикалық физика, физикалық кинетика, қатты денелер физикасы, физикалық химия тәрізді ірі, өз алдына дербес салалар бөлініп шықты. Қазіргі ғылым мен техниканың жаңа заттар мен материалдарды кеңінен пайдалануының нәтижесінде заттар құрылысын зерттеудің сан алуан әдістері пайда болды. Заттардың және олардың зерттеу әдістерінің әр түрлі болуына қарамастан молекулалық физика заттар құрылысының микроскопиялық (молекулалық) сипатына негізделе отырып, олардың макроскопиялық қасиеттерін зерттейді. Жылулық туралы ілім XVIII ғасырда пайда болды. Осы уақытқа дейін температура және жылулық ұғымдары бір-бірінен ерекшелінбеген. XVIII ғасырларда ғалымдардың жұмыстарымен жылулық құбылыстарының сандық зерттеуi басталды. Температураны өлшеудің шкалаларын өңдеуде негiзгi үлестi қосқандар неміс-голланд физигі Габриэль Даниэль Фаренгейт (1686-1736), француз оқымыстысы Рене Антуан Фершо де Реомюр (1683-1757) және швед оқымыстысы Андерс Цельсий (1692-1761). Голланд физигi Питер ван Мушенбрек (1692-1761) қатты заттардың жылулық ұлғаюына алғашқы зерттеу жүргізді және бірқатар металлдардың балқу температурасын өлшеу үшiн темiр кесегінің ұлғаюын пайдаланды. Әр түрлі температуралардағы суларды араластыруды сандық зерттеген ресей физигі Георгом Вильгельмом Рихманның (1711-1753), шотланд оқымыстысының Джозефом Блэктің (1728-1799) балқу және булану процестерін зерттеуі және де басқа да ғылыми зерттеулер жылу және температура деген екі түсініктің бөлінуіне әкеп соқты. Жылу мөлшерінің өлшем бірлігі (килокалория), жылусыйымдылық, балқу және булану жылулары сияқты түсніктер енгізілді. Жылу табиғатын түсіндіру үшін екі түсінік қолданылды: бірінде бөлшектердің қозғалысымен байланысты болса, екіншісінде арнайы материя – жылу тегі қарастырылды. Осы бағыттағы, жылутегі туралы Ломоносовтың еңбектерін атап өткен жөн. Жалпы молекула-кинетикалық теория және термодинамика облыстарының дамуына зор үлес қосқан оқымысты-ғалымдарға қысқаша тоқталып өтейік. жүктеу/скачать 12,34 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|