Cтраница 2
Жидкость на границе раздела с твердым телом, газом и другой, не смешивающейся с ней жидкостью, находится в особом состоянии. Молекулы внутри жидкости со всех сторон равномерно притягиваются одинаковыми молекулами. В поверхностном слое, толщина которого равна расстоянию молекулярного взаимодействия, силы, действующие на молекулы со стороны жидкости, не равны силам, действующим на них со стороны соседней фазы, так как в первом направлении они взаимодействуют с молекулами рассматриваемой жидкости, а во втором - с молекулами другой фазы. Это обусловливает существование поверхностной энергии и ряда специфических молекулярно-поверхностных эффектов. [16]
При ответе на этот вопрос раскрывается еще одно фундаментальное свойство поверхностных переходных 3 - 2 слоев. По мере понижения значения размерности заполнения веществом трехмерного пространства при переходе из объемной части материального объекта на его поверхность высвобождается энергия, которая экспериментально обнаруживается как поверхностная энергия конденсированной фазы. Таким образом, для рассматриваемого нами случая при завершении формирования поверхностного переходного слоя по достижении покрытием толщины А в системе генерируется энергетическая составляющая поверхностного переходного слоя покрытия - поверхностная энергия, которая достигает своего характеристического максимального значения в интегральном плане. Поэтому именно проявлением существования поверхностной энергии обусловлен факт активации механического процесса отслоения покрытия от подложки. [17]
Поверхностная энергия является главным фактором, определяющим состояние сверхпроводников. Если она положительна, то для образования поверхности раздела сверхпроводящей и нормальной фаз необходима энергия; однако источник ее не нужен, когда проявляется эффект Мейсснера. Если же поверхностная энергия отрицательна или равна нулю, то находящийся под действием магнитного поля сверхпроводник будет стремиться разделиться на отдельные тонкие сверхпроводящие и бесконечно малые нормальные области. Вследствие описанного характера проникновения магнитного потока в тонкие сверхпроводящие области энергия намагничивания будет меньше - это то состояние, к которому стремится весь проводник. В сверхпроводниках, в которых проявляется эффект Мейсснера, этого не происходит, что указывает на существование положительной поверхностной энергии. [18]
Вскоре после того, как промежуточное состояние было изучено экспериментально, Ландау [103] разработал теорию этого состояния, которая предсказывает размеры сверхпроводящих и нормальных областей. Теория основана на представлении о существовании дополнительной свободной энергии границы раздела фаз, которую можно назвать положительной поверхностной энергией. Можно показать, что при отсутствии поверхностной энергии ( или при отрицательной поверхностной энергии) магнитная свободная энергия сверхпроводящего образца в любом сколь угодно малом поле будет иметь наименьшую величину, если образец разделится на бесконечно тонкую смесь сверхпроводящих и нормальных слоев. Поскольку идеальный диамагнетизм является одним из основных свойств сверхпроводника, мы должны предположить существование положительной поверхностной энергии у границы фаз. Такое предположение исключает возможность расслоения образца на тончайшие сверхпроводящие и нормальные области, поскольку подобный процесс привел бы к значительному возрастанию поверхностной свободной энергии. В результате состояние образца, обнаруживающего эффект Мейс-нера, оказывается энергетически значительно более выгодным, чем состояние, при котором образец подразделяется на слои. [19]
Вскоре после того, как промежуточное состояние было изучено экспериментально, Ландау [103] разработал теорию этого состояния, которая предсказывает размеры сиерхпроводящтх и нормальных областей. Теория основана на представлении о существовании дополнительной свободной энергии границы раздела фаз, которую можно назвать положительной поверхностной энергией. Можно показать, что при отсутствии поверхностной энергии ( или при отрицательной поверхностной энергии) магнитная свободная энергия сверхпроводящего образца it любом сколь угодно малом поле будет иметь наименьшую величину, если образец разделится на бесконечно тонкую смесь сверхпроводящих и нормальных слоев. Поскольку идеальный диамагнетизм является одним из основных свойств сверхпроводника, мы должны предположить существование положительной поверхностной энергии у границы фаз. Такое предположимте исключает возможность расслоения образца на тон-чайпшс сверхпроводящле и нормальные области, поскольку подобный процесс правел бы к значительному возрастанию поверхностной свободной энергии. В результате состояние образца, обнаруживающего эффект Мейс-нера, оказывается энергетически значительно более выгодным, чем состояние, при котором образец подразделяется на слои. [20]