为什么分子力图像长这样?

教育   2024-10-21 11:10   广东  

Part101 教材给的分子力图像

分子力是分子动理论的三大观点之一,包括分子引力和分子斥力。分子引力和分子斥力都随分子间距离增大而减小,其合力即分子力。其中,分子斥力随分子间距改变所发生的变化更大,因此,分子间距离较小时表现为互相排斥,距离较近时表现为互相吸引。下面给出国内6套现行教材的分子力与分子间距关系图像,其中人教版和教科版没有画出分子引力和分子斥力,其它版本都给出了分子斥力和分子引力。

Part202 分子力图像的由来

两个分子间的相互作用的规律是比较复杂的,它是一种力程很短的力。当两个分子靠的比较近时,它们之间存在着引力;而当它们靠得非常近时,它们之间又互相排斥。分子力常用如下半经验公式来描述:
式中的都是正数,其数值要根据具体实验数据来确定。式中第一项为正,表示斥力;第二项为负,表示引力。由于的数值比较大(如在一些情况下,),分子力随距离的增大而迅速减小,当距离超过一定限度后,实际上就表现不出分子力了。又由于,所以斥力随距离变化比引力更快。
固体内晶格粒子之间,不论化学键是什么种类,其结合力的规律大体上与分子力相似,只是常数对于不同的晶体有不同的数值而已。下图为我自己绘制的分子力示意图。

分子力和晶格粒子之间的结合力的本质是什么?现代物理学已经回答了这个问题,分子力或结合力都属于电磁相互作用。但是考虑到分子、晶格中的带电粒子数量较大,以及微观量子效应,其相互作用就会变得非常复杂,以至于电磁相互作用是长程力,而分子力是短程力。

Part303 最后

鉴于本人知识有限,做事经常不够细心,错漏在所难免,欢迎批评指正。
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物理七巧板
一个高中物理老师在写文章,有一些是关于物理的。
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