La física molecular es una rama de la física que estudia las propiedades físicas de los cuerpos basándose en la consideración de su estructura molecular. Los problemas de la física molecular se resuelven mediante los métodos de la mecánica estadística , la termodinámica y la cinética física , están asociados al estudio del movimiento y la interacción de las partículas ( átomos , moléculas , iones ) que componen los cuerpos físicos.
La primera rama de la física molecular que tomó forma fue la teoría cinética de los gases . En el proceso de su desarrollo, el trabajo de James Clerk Maxwell , Ludwig Boltzmann , J. W. Gibbs creó la física estadística clásica.
Las ideas cuantitativas sobre la interacción de las moléculas (fuerzas moleculares) comenzaron a desarrollarse en la teoría de los fenómenos capilares. Los trabajos clásicos en este campo de Alexi Claude Clairaut (1743), Pierre-Simon Laplace (1806), Thomas Jung (1805), S. D. Poisson , Carl Friedrich Gauss (1830-1831) y otros sentaron las bases de la teoría de los fenómenos de superficie. . JD Van der Waals (1873) tuvo en cuenta las interacciones intermoleculares al explicar las propiedades físicas de los gases y líquidos reales.
A principios del siglo XX, la física molecular entró en una nueva etapa de desarrollo. En los trabajos de Jean Baptiste Perrin y Theodor Svedberg (1906), Marian Smoluchowski y Albert Einstein (1904-06), dedicados al movimiento browniano de las micropartículas, se obtuvo evidencia de la realidad de la existencia de las moléculas.
Los métodos de análisis estructural de rayos X (y más tarde los métodos de difracción de electrones y difracción de neutrones) se utilizaron para estudiar la estructura de sólidos y líquidos y sus cambios durante las transiciones de fase y los cambios de temperatura, presión y otras características. La doctrina de las interacciones interatómicas basada en los conceptos de la mecánica cuántica se desarrolló en los trabajos de Max Born , Fritz London y Valier Heitler , así como de Peter Debye . La teoría de las transiciones de un estado de agregación a otro, esbozada por van der Waals y William Thomson y desarrollada en los trabajos de Gibbs (finales del siglo XIX), Lev Davidovich Landau y Max Volmer (década de 1930) y sus seguidores, se ha convertido en un La teoría moderna de la formación de fases es una importante rama independiente de la física. La combinación de métodos estadísticos con ideas modernas sobre la estructura de la materia en los trabajos de Yakov Ilyich Frenkel , Henry Eyring (1935-1936), John Desmond Bernal y otros condujo a la física molecular de cuerpos líquidos y sólidos.
La gama de cuestiones cubiertas por la física molecular es muy amplia. Considera: la estructura de la materia y su cambio bajo la influencia de factores externos (presión, temperatura, campo electromagnético), fenómenos de transferencia ( difusión , conductividad térmica , viscosidad ), equilibrio de fase y procesos de transición de fase ( cristalización , fusión , evaporación , condensación ), sustancias en estado crítico, fenómenos superficiales en los límites de fase.
El desarrollo de la física molecular condujo a la separación de secciones independientes de la misma: física estadística , cinética física , física del estado sólido, química física, biología molecular. Sobre la base de los conceptos teóricos generales de física molecular, física de metales , física de polímeros , física de plasmas, física de cristales, química física de sistemas dispersos y fenómenos superficiales, se ha desarrollado la teoría de la transferencia de masa y transferencia de calor, y la mecánica física y química. A pesar de todas las diferencias en los objetos y métodos de investigación, sin embargo, la idea principal permanece aquí: la física molecular es la descripción de las propiedades macroscópicas de una sustancia sobre la base de una imagen microscópica (molecular) de su estructura.
| Secciones de física estadística | |
|---|---|
| Física de la Materia Condensada |
|