Г.А. Миронова - Конденсированное состояние вещества - от структурных единиц до живой материи. Т1 (1119317), страница 3
Текст из файла (страница 3)
пока ие буд»г знать есе ни а чем и ничего або нссют. В. Гйау 1 Праюически все арацсссы образования Всюешюй, Земли и шпннюиження жизни связаны с переходом маю*.рии в юшшкнроеаннае состояние. Поэтому наиболее распространенной формой сушеспювавия ма. :р и на 3 я в тся ы аенснраю астояние венюпна К нсагюпшм, нахолящнмся е конденсироюггном иктоянин, от»асан ся тверлые тела, жидкости, жиювс кристаллы, полимеры, бигжопмесьнс гтртюуры н, и«юнец, живал материя. 1(раю ичсски все области чнювнгсской деятельнасш (фюиза твердого шла атомная и ядер«аз физика, биофизика, геофизика, химия тзердого ела н биохими», геология.
мсшллургия, медицина и мгюгие другие) нли вюнкрслсшсино авязаны с зкаледавангкм вещества в конденсированном к«оянии, или в них гкпшжзуютс» методы и конюепггии, разлитые в фи. знке конгкненро»зшкг о состояния. )акгш абраюм. физика конленснроеввнот состояния «ешаства можсг рассмюришпьс» как мнрааоззрен к е гаука, наука о с~роеннтг некнтюй и живой материн.
Она формнр)ет обабщюню» прсдстаеюнне аб ог ру»аюшем Мире — спинам, многшз(»жзном и взанмссюпанном. 2. Рлзвип е науки веюбежно сапровожзастсл все более жжрасгаюшей лпффсрсициашгей знаний, юяеленисм непрерь~нно )иеличиеаюшеохя чиода новых направлений. Эгст працсса наибапю ха)жюераи лля быстро развинаюшихся областей естествознания и, в частносзи, для фюнки. Гали, наоример, в начкге прошлого века физика твердого тена представляла некаторос единое целое н учение, рабюшвшие в жой области, ка)юшо ориентировались во «сех, нлн ва асаном случае. в больш«июле раь ичных напраюений исслелоеанвй н икюгочно ясно напги представить сяожившуккя ситуапию вцелом.
то щггер» юл аршагль физики раэдслилааь на большое чвс ю првкпксьи нева«на»ма развинаюшихся напралленнйз физику пш уп(шва»ников, фнзизу ькталло», физику лиэлеюрнкое и тд. Причем к»жлое ггз згнх н». правюиий, н спою очередь, рюделяется на зтщчитслыке чаша быке узюю по тематике Областей.
Например, нз фазы'и полупроводников внле- лилась непраюсиик физика шнрткпюгшых юалупроволникац фен»ха узьашелсвых `олуправалиикое, физика аиарфных полупроеодникое, свитк полупрааалниювнх матсрцалое и лр. Днфференцтцаи» науки приводит к следующим важным слспстаиям. Во-пераыт, решение все боже слшкных задач в каждой ююй абласпз и экслонснцюльно быстрое унеюшение числа научных пфяиюцнй неизбежно связаны с сркением кругозора всслелоштслей.
у которых практически ис осшется времени юя того, чтобы слепить за ра ~»иткс» исследований в смежных абеастнк В результате спешшлистн, рабтгюцгие в раз° ых областях, перестают понимать лруг друга. С этим же абстшпшьст вам свюана трудность опенки значимости по«уз»еьгнх результата» е одной гп узкик абласгей физики ааецюлгктами из лругнк областей. Ва ащйшх, Образу«ноя "белые пятна" ю стнюх раюнчнык ссгестенна-науч л ц . н с ь «ак апж к .п«ч ых бол е узких направлений в «аждой из этик дисцицтии. В тоже време именно этв ксптконые» об«жги поыишмльно юиболсе перспективны лля оп.рытия навык закономерностей, эффектов а явлений, навык технических ращений Наиболае «ркин примером является оп:рытие в 1988 голу Й.Г.Белнорцем П.П.Ведпогз) и К.А.Мгаллером (К А Мцйег) нысокатемпературной сверхпроводимости (Набе»саек»я прем»я 1987 г.).
Несмотря на то, па до зина поиск сверхпроводннкоа с более высокой критичеаюй темаературой всегда являлся задачей номер один и ежеюдна фнзнюми исследонались аатни новых металлических юевииевий, высаютемпер»- турне» сверктроводимасть была апгрыта практически случайно — у нояого юаюз неметаллн кскик соединений (кераюп), сиипчом и исследованием »старык в основном элнималиаь химики. Огкрнтис высокотемпературной сшрхправолимасти явижкь ьюшнылз стимулом лая ежшкципэинлриай юггеграцнн исслепоеаннй как между различными направлениями в физике твердого тела (ннзкоразмервые системы, металлы.
полупроводники, магнитные матери«ли. сегнетазлектрики), так и в физнчеаьой зинни (струюура, химические связи и синтез новых соединений) 3. В та же ярам» фтпиье, химии. Виол гни, гсол ге» н лиц ю сгановнтая общими не толща методы «солено»лиги. ио а сбьекгы В посзкдние десятилетия созданы новые коарлинвоионные, юистерные (фуллсршты. «анссгруюурн) и юатратные соееигквня - боже 8 мнллиагкв химических соединений. причем 95% за паслслиие 30 лет.
Хата синтезируемые е лабораториях вавыс «ешесгва не нсегла существуют в природе, ани помогают гюг за питом расьрынпь сгруктурныс секреты сложнейших биологичсаких обьеьтов и про кось изн дея сльностн юмых арг н>иман. Нопые эленентаорганичшкне соединения сстесшенным образам к«раин гранины межау аршпнческой и неориггической химией, поташна )л В>еде««е юоргагьс» в область живых бнологическик струьэ>р. полннмвться ~м более высокий уровень понимания организации материи.
4. В связи с зпзм все бюес нас>юной сшзновзпся «собковныспгь нитегрвпи знаний. Решение проблемы интеграции негюсрелствснио связано с нссб овнмостью подготовки специалистов ширОкого профиля, спо° сбных. с овнол стороны, оценивать перспективы развития исследовюэий в ююых иаправясниях, а с другой ст'ороньл формулиршюп, вознвкающзм прн этом зпючн Естественна что решсию пщ:блемы интеграции являетсл ююбычайио слолнод и во многом пшпцзюречивоб зал«чей, трсбуюшсб сущесгвениод перестрелки системы подготовки шециалистов высшей квалнфикацп«. Олнон ит ммможностсй ее решения явлиется частц ~иуя перекоп от пожито«хи спелншгистеа ло отдель«маг иап>мвясниям, сеязаниыы с «ласс фике«вся обьектоа зкслеловений (лслупроводизжтз мюнитныс материалы.
полимеры и т.п.), к подготовке спсшюлзютов в интегральных сбласшь знаний, обьслиненных общностью теоретических и эксперименщльных методов исследование Интсгрюьныл понтон треб>ог прежде ясего написания учебников, учебных пособий и методических разработок, создания новых лекционных «>усов, имеющих интегральный, абобщаюпшй характер, та есть сннсзнруюш«х, насколько это возможно, рюличные узкие области знаний в щвпюс и.юс.
Такнс общие курсы должны вкчочать в себя «ак трааишюнные шнос~гествен~юзюуубыхдзшцззпбщ. Широк«) полход при изложении фшики канде~киро«кызыл свопм«и вещества. прелою левис накопленнык в панно« области знаний в простоя. лооп'пеон для широко« аудитории форме не только раюиваег ассшшаизвнос мышление и создает врелпосылки лля форм«рован«я шиппкаго «р~~п. сра у ступе«тле, но н расширяет возню«ности испол«воев~ал нмн пол>чениоб информации лл» созлаиая лринципиалыю нового н сщ" лиальнь|х облштях.
Расс озрпм щюблему ггзпеграгшзг на примере физики «онденсиро«аииого осгояния вещества. В наспэялюс «рема полгпговкь снецивл«сшв пой области проводится по целому ряду различных щюцнввшвцнб )примеры «оторьш явны в «ерх ней части тащимы 1), явля«я«люса следствием раз«и«моще«си лиффсрснцзицни. Одваю к подготовке спешалисгав а обзвстн физики конденсироюнного саши«ни« можно поло«э« нанче. Фнзюю конаеиснрзванного состояния, с одной стороим, — чрезвыча«но широкая область физиюь предметом исследования «огород являютса еещеспю н твердим и аощвом состояниях самой разлвчгюв природы включая юмую материю. С лр>год стороны.
все этн объекты лозую рлссмлтр«еа ьс ея«об «ючки зрения, жанн«не оят «» ллн» и юек з«е ч сю«Ч, лгсип>у юпюрмлнг дейслюумчл вяни и ны лсе г вз««мед«Гюгнюл. Таблица 1 Физики конлеиси ванного снего«лил вещества б б 6 Фюнш не пер « опичсских систем Физика периодических систем к нсталлав) Фгцнюз биоыоли еров и живой матс ин 5. По сложности щруктуры и теорстнчссюго описания все вещества в коилезкированиом состоянии можно разлепить на тлз> щьо>юых шла~ ущющше в иижвейд)шецущшбцьс периодические системы, в там чишм рр В»еде«не Веедг кс «р апшшы; непериодические системы — как не у1юрвлоченньж, так и чеспгчна упор до ннныв (смешаннь1с струюуры, характернзуюшиесв шоювременно уоор»ючснгкжтыа н иеупорядоченношью): биоволимсры, биолопшсс кис сбьюп ь1 и живая мазарин.
Просюювей формой состояни» вешешва является упорядоченное кристаллическое состояние. Крисшлличсское состояние «ввяегс» шрюлина «сскн равновесным, так как любое нарушение псриолгиныюг р тсмпсрат ре, равное нулю, приводю к увеличению энсрпги. В кристылыеском аашсяниц «ак полшжтыо упорядоченном пжтоянии. Осу. расшшою."ню аюмов в бянжайшем окружении каждого отделы«по итона дальний оорндок — шжпронзееденис ближиега порядка во всем сбшме воспет»в Все периодические системы обладают трансляпцонной инеариаюисстмо. то есть саад»лают сами с саь\гз прн смегцении на период структпзы Н» основе трансляш«юной инвариантносш строится эиергюический сп к;р частиц, образуюших такие структуры. Прп этом есе эне(пеп1«ссьис состояния яеля1ою» сг»цнширныии и оиределянися достаточно точно.
Осгюиные посовкения в развитии теоретичыких и эксгнримен1шжны гетоепв исследовании перзюднческих струкгур отшжятся к 40-бб 1оаам про мого сил«пи. При юорстическом опасении иозбуждееього сссгпяние пергюдическп струк-тур (например, нрн температурах У 'О) наиболее эффективным и нап1ялньгм явлеегс» мета так гнзыааем х элемента нык жпбужюз »ий квази 1асгнп Этот метод позволяет описывать еозбулшенные сосю»ния ансамблей сияьно взаимодернюуклаих частиц в мололи таю сшбовзанмол йсгвуюших юшзичасгнц облалаюогих хор юю определяемыми эиергитмп и внжнимпульсами (приставы «кевззи подчеркинает озлпчие пх импул саот импульса реально сугвсству1ошик частиц).
Зна висл но более южиными сбьюпами всцчедошшгл явлвюпп периодические структуры, так как они не облаюют трансляшгонной инвхрна1пнсстыо. Характерной особеннссшю непериодических систем я»- .жется Кгегюзйсжныть 7«гюлмзйментального коси ве 1«юй и тжй чыкис барьеры мажлу различнымн «онфнгурашшми атомов в риде слу'шее.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
