Cтраница 3
Органические соединения ( не полимеры) существуют как конечные ( по размерам) молекулы в любом агрегатном состоянии. Из этого следует, во-первых, что структурная задача здесь состоит только в выявлении структуры конечной молекулы и, во-вторых, что она может быть решена путем изучения структуры вещества как в твердом, так и в жидком или парообразном состоянии. Если не считать таких возможных геометрических изменений, как вращение вокруг ординарных связей, и небольших изменений размеров молекул из-за температурных различий, основная топология и геометрия молекул могут быть получены в любом агрегатном состоянии. [31]
Том-соном в Англии и П. С. Тартаковским в СССР независимо друг от друга было установлено, что при взаимодействии пучка электронов с дифракционной решеткой ( в качестве которой использовались кристаллы металлов) наблюдается такая же дифракционная картина, как и при действии на кристаллическую решетку металла пучка рентгеновских лучей; в этих опытах электрон вел себя как волна, длина которой в точности совпадала с вычисленной по уравнению де Бройля. В настоящее время волновые свойства электронов подтверждены большим числом опытов и широко используются в электронографии - методе изучения структуры веществ, основанном на дифракции электронов. [32]
Том-соном в Англии и П. С. Тарковским в СССР независимо друг от друга было установлено, что при взаимодействии пучка электронов с дифракционной решеткой ( в качестве которой использовались кристаллы металлов) наблюдается такая же дифракционная картина, как и при действии на кристаллическую решетку металла пучка рентгеновских лучей; в этих опытах электрон вел себя как волна, длина которой в точности совпадала с вычисленной по уравнению де Бройля. В настоящее время волновые свойства электронов подтверждены большим числом опытов и широко используются в электронографии - методе изучения структуры веществ, основанном на дифракции электронов. [33]
Том-соном в Англии и П. С. Тартаковским в СССР независимо друг от друга было установлено, что при взаимодействии пучка электронов с дифракционной решеткой ( в качестве которой использовались кристаллы металлов) наблюдается такая же дифракционная картина, как и при действии на кристаллическую решетку металла пучка рентгеновских лучей; в этих опытах электрон вел себя как волна, длина которой в точности совпадала с вычисленной по уравнению де Бройля. В настоящее время волновые свойства электронов подтверждены большим числом опытов и широко используются в электронографии - методе изучения структуры веществ, основанном на дифракции электронов. [34]
Спустя 3 - 4 года и позже после этого обобщения корпускулярно-волнового дуализма света на любые материальные объекты были получены подтверждающие экспериментальные данные. Так, пучки электронов и нейтронов и даже легких атомов могут давать интерференционные и дифракционные эффекты при пропускании ( или отражении) их через кристаллическую решетку некоторых соединений. В настоящее время волновые свойства электронов и других микрочастиц подтверждены большим числом опытов и широко используются, например, в электронографии и нейтронографии - методах изучения структуры веществ, основанных на дифракции электронов и нейтронов. [35]
Для исследования структуры кристаллов применяют также метод, основанный на дифракции медленных нейтронов. Рассеяние их потока происходит в результате взаимодействия с ядрами микрочастиц, образующих кристалл. Метод применим лишь для изучения структуры веществ, атомы которых обладают малым сечением захвата нейтронов. Известен также метод изучения структуры кристаллов, основанный на дифракции электронов. Исследуемый образец готовят в форме тончайшей пленки толщиной 10 - 100 нм и помещают в специальную вакуумную камеру. Точность определения положения микрочастиц в кристалле составляет порядка 0 003 нм. Методы, основанные на дифракции нейтронов и электронов, определяют положение атомных ядер в кристаллической структуре и не подвержены влиянию поляризуемости связей. Поэтому они позволяют более точно рассчитать постоянные кристаллических решеток в сравнении с величинами, определенными из рентгенограмм вещества. [36]
Рассказывается о типах органических соединений, об их строении; показана взаимосвязь химии с биологией, медициной, физикой. Читатель познакомится с современными методами синтеза и изучения структуры веществ, с тем, как результаты исследования отражаются в научной публикации. [37]
Том-соном в Англии и П. С. Тартаковским в СССР независимо друг от друга было установлено, что при взаимодействии пучка электронов с дифракционной решеткой ( в качестве которой использовались кристаллы металлов) наблюдается такая же дифракционная картина, как и при действии на кристаллическую решетку металла пучка рентгеновских лучей; в этих опытах электрон вел себя как волна, длина которой в точности совпадала с вычисленной по уравнению де Бройля. В настоящее время волновые свойства электронов подтверждены большим числом опытов и широко используются в электронографии - методе изучения структуры веществ, основанном на дифракции электронов. [38]
Современное состояние естествознания не только допускает, но и требует монографического изложения основ биофизики. Такое изложение должно исходить из представления о биофизике как области физики. Согласно этому представлению исследование относится к биофизике, если задача его поставлена как физическая задача. Иными словами, задачи биофизики состоят в познании явлений жизни, основанном на общих принципах физики, и изучении атомно-молекулярной структуры вещества. Методы решения этих задач могут быть и нефизическими. [39]
Квантовая механика позволяет только на основании известного заряда атомного ядра и числа электронов найти стационарные состояния электронов в свободном атоме и рассчитать многие свойства атомов, в том числе их оптические спектры. Экспериментально эти изменения проявляются в спектрах испускания и поглощения света атомами. Изменения спектра под действием внешнего магнитного поля ( явление Зеемана) и под действием электрического поля ( явление Штарка) являются эффективными средствами изучения структуры вещества. [40]
Квантовая механика позволяет только на основании известного заряда атомного ядра, а тем самым и числа электронов, найти стационарные состояния электронов в свободном атоме и рассчитать многие свойства атомов, в том числе их оптические спектры. Экспериментально эти изменения проявляются в спектрах испускания и поглощения света атомами. Изменения спектра под действием внешнего магнитного поля ( явление Зеемана) и под действием электрического поля ( явление Штарка) являются эффективными средствами изучения структуры вещества. [41]
В Германии Гарриесом был предложен метод озонирования. В это же время один из талантливых учеников Е. Е. Вагнера, Н. А. Прилежаев, предложил и подробно разработал чрезвычайно удобный новый метод изучения строения непредельных соединений - использование действия органических перекисей для определения местонахождения кратных связей в молекуле. Замечательная монография Н. А. Прилежаева Органические перекиси в применении их для окисления непредельных соединений [119] вышла из печати в 1912 г. ( книга была посвящена памяти Е.Е. Вагнера) и сыграла большую роль в усовершенствовании способов изучения структуры веществ. Отмоченные выше недостатки перманганатного метода в значительной степени устранялись при использовании гидроперекиси бензоила в качестве окислителя непредельных соединений. [42]
Затем на помощь приходит так называемое квантовое преобразование Фурье. Применение метода Дойча экспоненциально ускоряет вычисления по сравнению с классической схемой. Конечно, интенсивность сигнала, который нужно измерить, чтобы прочитать результат вычисления, мала. Но здесь фактически используется чисто физический прием изучения структуры вещества с помощью рассеяния, успех которого обеспечивается явлением интерференции волн от совокупности всех рассеивателей образца. Можно сказать, что в методе Шора наблюдается интерференция Фурье-образов периодической функции, чьи значения вычисляются одновременно. [43]
Интересно отметить, что обсуждая возможность этого явления, Лауэ и ученые его круга до постановки опыта сомневались в положительном результате. Они полагали, что дифракция будет возможна лишь при идеальной упорядоченности рассеивающих центров ( атомов) в кристалле и что даже их тепловое движение нарушит эту упорядоченность. Однако опыт с кристаллом удался, а уже в 1915 г. Дебай теоретически показал возможность дифракции на любых скоплениях атомов. Вскоре были проведены опыты по дифракции рентгеновых лучей на газах, жидкостях, высокополимерных веществах, доказавшие, что любая, даже минимальная, степень упорядоченности в агрегате атомов вызывает дифракционные эффекты. Тем самым рентгеноструктурный, а затем электронографический и нейтронографический методы стали методами изучения структуры вещества в любом агрегатном состоянии. [44]
Отыскание адэкватных форм аналитического выражения связей между структурой и диэлектрическими свойствами вещества наталкивается на трудности расчета локального поля и индуцированной поляризации, учета ближних и дальних сил, флуктуации в статистическом ансамбле зарядов. В частности, одним из сложных вопросов является вопрос о соотношении макроскопического ( т) и микроскопического ( т) времен релаксации. Как известно, т определяется из условия ( отт1, где Шт - частота приложенного поля, при которой фактор диэлектрических потерь ъ достигает максимума, а зависимость диэлектрической проницаемости е от частоты претерпевает перегиб. Законность отождествления - гит не очевидна, так как различия между напряженностью внешнего и локального, действующего на молекулу, полей может составлять несколько порядков. Обосновывая с достаточной надежностью связь между молекулярными и макроскопическими характеристиками, существующие теории дипольной поляризации обеспечивают базу для дальнейшего развития диэлектрического метода изучения структуры вещества - установления структурно-релаксационных связей в условиях различных фазового и агрегатного состояний, температуры и давления. Особое значение это имеет для полимеров, в которых сложное молекулярное строение обусловливает сложный спектр релаксационных и структурных переходов, а следовательно, и многообразие физических и физико-химических свойств. [45]