Отдельные лаборатории факультета



жүктеу 0.75 Mb.
бет4/5
Дата02.04.2019
өлшемі0.75 Mb.
1   2   3   4   5

Лаборатория колебаний

(Руководитель проф. К. Ф. Теодорчик)

В 1927 году, по предложению Л. И. Мандельштама, А. А. Андронов занялся теоретическим исследованием возбуждения автоколебаний на примере маятника Фроуда (маятник на вращающемся валу) и лампового генератора незатухающих электрических колебаний — двух типичных автоколебательных систем. Задача заключалась, прежде всего, в том, чтобы найти математический аппарат, адекватный проблеме автоколебаний.

А. А. Андронов показал, что такой аппарат уже существует, — он содержится в математических работах Пуанкаре и Ляпунова, и в частности, математическим образом, соответствующим физическому понятию автоколебаний, является предельный цикл, введенный Пуанкаре в его работе о качественной теории дифференциальных уравнений. При помощи понятий предельного цикла и особых точек удалось дать весьма ясную картину специфических черт автоколебательных систем (нарастание колебаний, существование «мягкого» и «жесткого» режима и т. п.).

Это исследование А. А. Андронова сыграло решающую роль в создании того «нелинейного» направления, которое явилось в следующие годы главным в работах по физике колебаний, развернувшихся в Московском университете.

К этому направлению надо также отнести работы по системам с периодически меняющимися параметрами. Начало здесь было положено работой Андронова и Леонтовича.

Следует отметить, что в течение некоторого времени 1929 года и в начале следующего года, ряд работ академика Л. И. Мандельштама и его учеников по физике колебаний велись в теоретическом отделе Всесоюзного электротехнического института.

. Большое место в деятельности лаборатории принадлежит работам, посвященным разработке теории нелинейных колебаний и математических методов, пригодных для исследования этих колебательных систем. Это, конечно, не случайно.

Как было указано, приступая к исследованию автоколебаний, желательно было, прежде всего, найти подходящий для этого и вполне надежный математический аппарат. Привычные методы, употребляемые для исследования линейных колебаний (линейные дифференциальные уравнения, принцип суперпозиции, векторные диаграммы) здесь принципиально непригодны. Они не могут справиться даже с самой простой характерной чертой автоколебаний — независимостью амплитуды от начальных условий. Поэтому, когда в результате появления электронной лампы, радиотехника перешла к широкому применению автоколебаний в передатчиках и приемниках, оказалось, что еще не существует теории, которая позволила бы дать глубокий анализ этих явлений. Для решения конкретных задач старались их «линеаризовать», свести к уже известным положениям. Такой подход иногда позволял удовлетворить неотложным требованиям практики, но часто приводил к ошибкам, и — что не менее важно — не позволял теории плодотворно направлять дальнейшие экспериментальные исследования. Голландский физик Ван-дер-Поль, одним из первых поняв необходимость нелинейной теории, рассмотрел сознательно с «нелинейной» точки зрения некоторые важнейшие вопросы, касающиеся автоколебательных систем, и получил ряд замечательных результатов. Но эти результаты еще не обладали достаточной общностью и строгостью.

А. А. Андронов под руководством Л. И. Мандельштама для создания общей и строгой теории автоколебаний удачно использовал, как указано было выше, известный метод Пуанкаре, примененный послед-

225 1929 1940
ним для нелинейной механики систем самого общего вида и изложенный им в III томе «Новых методов небесной механики». Впоследствии Андронову удалось строго подтвердить ряд результатов Ван-дер-Поля, и решить спорный вопрос о пороге захватывания.

Методы, разработанные Андроновым, позволили не только внести ясность в картину уже известных явлений, но создать теорию новых явлений резонанса n-го рода, комбинационных резонансов, синхронизации колебаний, близких к синусоидальным, на субгармониках и комбинационных частотах, асинхронного возбуждения и т. д.

Некоторые из этих явлений нашли практическое применение в радиоинтерференционном методе измерения расстояний, разработанном под руководством Л. И. Мандельштама и Н. Д. Папалекси в Физическом институте Академии Наук СССР.

Существенно важно придать возможно большую наглядность методам, применяемым для решения задач о нелинейных колебаниях. Наряду с такими наглядными образами, как особые точки и предельные циклы на фазовой плоскости, заимствованными из качественной теории дифференциальных уравнений, возникли и другие наглядные изображения процессов, происходящих в автоколебательной системе. Одно такое наглядное изображение, это энергетические циклы на плоскости, координаты-силы, напоминающие циклы, которые чертят в термодинамике, было предложено недавно К. Ф. Теодорчиком и проиллюстрировано им на конкретных задачах.

При этом оказалось, что метод энергетических циклов вполне эквивалентен методу Ван-дер-Поля и может быть рассматриваем как энергетическое обоснование этого метода. Наряду с разработкой теории автоколебаний в лаборатории колебаний велось экспериментальное изучение автоколебательных систем.

Отыскание механических аналогов явлений, известных в области электрических автоколебаний, имело большое значение в развитии лаборатории колебаний. Еще в 1930—33 годах С. П. Стрелков, с одной стороны, С. Э. Хайкин и Кайдановский — с другой, занялись исследованием автоколебательных явлений, появляющихся благодаря тому, что характеристика (кривая зависимости силы трения от скорости) твердого трения имеет падающий участок.

В то время как С. П. Стрелков в своей работе о маятнике Фроуда изучал механические автоколебания, близкие к синусоидальным, Хайкин и Кайдановский, изучая систему, сходную с тормозной колодкой, нашли механическую аналогию разрывным колебаниям, ранее изученными в связи с задачами радиотехники.

Другим естественным продолжением работ по механическим автоколебаниям был переход к автоколебаниям, возбужденным потоком жидкости или газа, обтекающих маятник, или — что, конечно, сложнее — распределенную систему, например, струну. В этом направлении развивал работы С. П. Стрелков. Им были получены интересные результаты о возбуждении колебаний маятника в потоке воздуха (возбуждение происходит поперек потока), а также над различными собственными колебаниями струны под действием узкой струи газа. Одновременно аналогичные явления исследовались Бендриковым на распределенной электрической системе (ламповый генератор с лехеровой системой).

Эти работы возбудили интерес к вопросам образования вихрей, их синхронизации внешним воздействием и т. п., то есть, к вопросам гидродинамического характера. Интересные результаты были получены С. П. Стрелковым совместно со студентами Запольским и Клячко.

Автоколебания, возникающие под действием потоков, имеют огромное практическое значение: достаточно вспомнить о чрезвычайно опасных автоколебаниях крыла самолета. Применение новых представлений

226 Член-корр. АН СССР проф. А. С. Предводителев
об автоколебательных явлениях к колебаниям, возникающим под действием потока, позволило лаборатории колебаний (группа С. П. Стрелкова) решить некоторые важные практические задачи, поставленные Центральным аэрогидродинамическим институтом.

Очень близкими к работам по автоколебаниям являются работы лаборатории, посвященные системам с периодически меняющимися параметрами.

В ряде работ Г. С. Горелика был дан ответ на вопрос, поставленный Л. И. Мандельштамом в его докладе на конференции по колебаниям, имеющий принципиальное значение для теории колебания.

Вопрос заключается в следующем. Разложение колебательных процессов в ряде Фурье потому имеет в физике такое большое значение, что он физически осуществляется всеми обычными спектральными приборами (радиоприемник, дифракционная решетка и пр.). Нельзя ли осуществить такие анализирующие приборы, которые выделяли бы из колебательных процессов не синусы и косинусы, а другие функции? Для таких приборов разложение в ряд Фурье потеряло бы всякое физическое значение и его следовало бы заменить другими разложениями.

В работах Г. С. Горелика показано, что линейные системы с периодически меняющимися параметрами позволяют физически осуществить разложение колебаний, отличное от разложения по Фурье. В частности, такие системы разлагают синусоидальные колебания, которые для них уже не являются «простейшими». Попутно дается подробное исследование вышеприведенных колебаний в линейных системах с периодически меняющимися параметрами, приводящее к обобщению понятия о резонансе. В частности, рассматриваются случаи фазовой селективности, т. е. случаи, когда приемник реагирует на фазу приходящего колебания.

Среди работ лаборатории колебаний существует своеобразная группа исследований, где к нелинейным (в особенности автоколебательным) системам применяются методы статистической физики и теории вероятностей с целью учесть влияние случайных толчков (задача Рэлея «об абсолютно пьяном человеке»). Благодаря в значительной мере тому, что в этих работах принял участие математик Л. С. Понтрягин, удалось получить, пользуясь современными методами теории вероятностей, ряд результатов, касающихся времени и характера перехода из одного устойчивого состояния в другое, в зависимости от внешних случайных толчков.

Экспериментальное исследование статистики попаданий системы в разные стационарные состояния было произведено Хайкиным и Лошаковым.

Помимо работ очерченного выше направления, которые можно назвать «чисто колебательными», лаборатория колебаний ведет исследования, имеющие своей целью выяснение природы таких физических явлений, как внутреннее трение газов, обмен энергией между различными степенями свободы молекул, сухое трение твердых тел, плавление и др. В большинстве этих работ для достижения целей, не связанных с физикой колебаний в собственном смысле, используется современная методика электромагнитных или ультраакустических колебаний.

В 1933 году под руководством акад. Л. И. Мандельштама была начата серия работ по дисперсии и абсорбции ультразвуковых волн в газах. Как показали работы Кнезера и других авторов, эти явления позволяют измерить время, нужное для установления статистического равновесия между поступательными и колебательными степенями свободы молекул газа и зависимость этой величины от давления, температуры, примесей.

227 1929 — 1940

Ε. Я. Пумпер, одновременно с американскими авторами Рихардом и Рейби, получил экспериментально эффект зависимости скорости ультразвука в углекислом газе от давления. В дальнейшем, в связи с необходимостью получить надежные результаты относительно абсорбции в слабопоглощающих газах, Краснушкин, Пумпер и Дадаян установили, что в большинстве случаев источником заметных ошибок является неоднородность звукового поля колеблющегося пьезокварца, и что эти ошибки всегда ведут к преувеличенным значениям коэффициента абсорбции.

Лаборатория молекулярных и тепловых явлений

(Руководитель проф. А. C. Предводителев)

Несмотря на исключительные успехи развития феноменологических методов анализа молекулярных и тепловых явлений, которые связаны с именами Навье, Стокса, Коши, Кирхгофа, Гельмгольца и других, все-таки возникает существенная необходимость физические постоянные, введенные в науку развитием феноменологических теорий, связать с постоянными, которые характеризуют молекулы вещества и их взаимодействие между собой. В этом смысле особо интересными являются проблема термоупругости и пластичности, а также проблема жидкого состояния. Эти проблемы теснейшим образом связаны с природой тепловых явлений.

Организованная в Институте физики Московского государственного университета в 1931 году лаборатория молекулярных и тепловых явлений, направила все свое внимание на разрешение упомянутых проблем. Уже с самого своего основания для лаборатории было ясно, что эти труднейшие проблемы молекулярной физики могут быть решены лишь путем организации параллельных исследований из области термоупругости и пластичности и экспериментальных работ по изучению тех физических величин, которые существенны для уравнения состояния твердого и жидкого вещества.

В работах по твердому телу принимали участие руководитель лаборатории А. С. Предводителев, а также А. А. Померанцев, Е. Г. Швидковский, Я. А. Туровский, В. Е. Микрюков, Д. Л. Тимрот в начале организации лаборатории) и другие; в работах по жидкому веществу участвуют А. С. Предводителев, П. Е. Прозоров, В. А. Константинов, П. И. Шушпанов, С. И. Грибкова и другие.

А. С. Предводителев в своих работах, относящихся к вопросам, связанным с учением о природе тепла, примкнул к воззрениям Клаузиуса, Маделунга, Эйнштейна и Дебая. Он сделал попытку установить количественную связь между макроскопическими величинами, зависящими от элементарных актов теплообмена, с одной стороны, и величинами, характеризующими упругие свойства вещества — с другой, которые по сути дела определяют так называемое «черное» излучение ультраакустических колебаний внутри твердого или жидкого вещества. Основная идея разыскания этих соотношений сводится к следующему.

Автор считает, что во всяком теле существуют акустические микроколебания. Эти акустические микроколебания не могут быть безотносительными к тому физическому содержанию, которое вложено в уравнение Фурье. Наряду с акустическими микроколебаниями, меняющими весьма быстро свое направление распространения, автор предполагает существующими, как следствие первого факта, «температурные неоднородности». Эти температурные неоднородности обусловливают тепловое состояние среды, и термодинамическая температура, поддающаяся непосредственному измерению, является величиной средней от этих температурных неоднородностей.

228 Член-корр. АН СССР проф. А. С. Предводителев


Температурные неоднородности в теле имеют волновой характер. Чтобы установить соответствие между акустическим волновым процессом и температурным, существующим внутри тела, автор выдвигает положение о подобии соответствующих волновых поверхностей. Это положение позволило ему установить количественные соотношения между теплопроводностью и упругими свойствами твердого вещества, с одной стороны, и между теплопроводностью, вязкостью и теплоемкостью жидкого тела — с другой. Существующий экспериментальный материал почти полностью укладывается в эти соотношения, как для изоляторов, так и для проводников.

В связи с этими общими воззрениями на природу тепла лаборатория молекулярных и тепловых явлений в первые годы своего существования много уделяла внимания разработке методики исследования наиболее существенных термических величин.

Наряду с разработкой методики исследования, которой, кстати сказать, не имелось в готовом виде в период развертывания работ лаборатории, был накоплен весьма интересный экспериментальный материал по всем вопросам, поставленным перед собой лабораторией.

Я. А. Туровскому удалось привести в систему материал, относящийся κ измерению в зависимости от температуры коэффициента линейного расширения, теплоемкости и упругих постоянных сталей. Стали были выбраны в качестве объекта исследования потому, что параллельно с экспериментальным апробированием методики можно было дать промышленности точные данные по тем термическим параметрам, которые играют весьма существенную роль в технологии получения качественных сталей.

Используя уравнение состояния для твердых тел в форме, которую ему придал Грюнайзен, Я. А. Туровский с помощью термодинамических соотношений дал объяснение аномалии в ходе теплоемкости железа. Наблюденные Клингертом пики в изменении с температурой теплоемкости железа оказалось возможным уложить в рамки количественных соотношений.

В обширных исследованиях Д. Л. Тимрота по экспериментальному определению зависимости отношения теплопроводности к электропроводности от температуры удалось показать, что так называемая константа Лоренца в области фазовых превращений железа и сталей терпит скачок. Это обстоятельство весьма существенно для понимания и выяснения элементарных законов (микрозаконов) переноса тепла и электричества. Очень любопытно наблюдение Д. Л. Тимрота, касающееся измерения электропроводности сталей в зависимости от температуры. Оказывается, удельная электропроводность для всех сталей без исключения стремится к одному и тому же пределу.

Изучением упругих свойств твердого тела, подверженного температурному воздействию, занимался помимо указанных выше авторов А. А. Померанцев. Им разработаны методы расчета упругих натяжений внутри тел вращения. Эти методы оказались имеющими не только теоретическое значение, но их можно было использовать для расчета многих технических задач. Например, удалось рассчитать упругие напряжения, возникающие после термической обработки для железнодорожного рельса. В связи с этим расчетом проделана экспериментальная работа Е. Г. Швидковским и позднее А. Г. Белянкиным и П. И. Шушпановым.

Результаты упомянутых экспериментальных исследований вошли в учебники и широко используются в металлургической промышленности Советского Союза.

В вопросах переноса тепла теплопроводностью имеет решающее значение температуропроводность (отношение теплопроводности к теплосодержанию единицы объема). С той целью, чтобы выяснить из

229 1929 1940


менение этой величины с температурой и особенно при переходе через точку плавления, Е. Г. Швидковский разработал метод ее непосредственного измерения по распространению температурных волн. Работы в этом направлении, опубликованные частично, продолжаются и в настоящее время. При решении этой задачи Е. Г. Швидковский попутно весьма тщательно исследовал общие свойства температурных волн и их приложений к ряду весьма существенных практических задач (печи периодического действия).

Наряду с задачами, относящимися к твердому телу, изучалось в этом же направлении жидкое состояние вещества.

П. Е. Прозоров, с целью расширить наши знания об уравнении состояния жидкого тела, занимался и продолжает заниматься сжимаемостью чистых веществ, растворов и смесей. Ему удалось найти ряд важных соотношений, касающихся сжимаемости растворов и смесей.

П. И. Шушпанов и затем С. И. Грибкова обстоятельно исследовали влияние температуры на теплопроводность паров органических соединений гомологических рядов. П. И. Шушпанов исследовал спирты; им найдены интересные зависимости, которые могут, безусловно, пролить свет на структуру молекулы спиртов.

Оказывается, если ввести понятие молекулярной теплопроводности (произведение молекулярного веса на коэффициент теплопроводности), то эта величина линейно зависит от числа групп CH2, входящих в состав спирта. Это правило справедливо не только для соединений типа спиртов, оно имеет место и для других соединений. Так, например, молекулярная теплопроводность аминов линейно зависит от числа групп (CH2), входящих в соединение. Больше того, Шушпановым получена удивительная закономерность. Оказывается, свободный член в указанных линейных зависимостях имеет вполне определенный физический смысл. В случае спиртов после полного удаления группы CH2 остается вода. Свободный член соответствующей прямой дает молекулярную теплопроводность водяного пара. В случае аминов полное удаление группы CH2 дает аммиак; свободный член соответствующей прямой дает молекулярную теплопроводность аммиака; то же и для случая углеводородов.

С. И. Грибкова расширила эти работы на эфиры алифатического ряда. Результаты опытов в основном подтверждают результаты, ранее полученные П. И. Шушпановым.

В 1927 году Дэвисоном и Джармером и независимо от них Томсоном было открыто явление дифракции электронов. Это явление имеет фундаментальное значение для современных теорий о строении материи. Дифракция электронов является чрезвычайно чувствительным методом для оценки тепловых колебаний атомов у поверхности кристалла; следовательно, от этого метода нужно многого ожидать в смысле выяснения поверхностной энергии тел и их плавления. С. Г. Калашников в своей первой работе «Рассеивание медленных электронов на поликристаллах» путем тщательных опытов пришел к выводу, что дифракция медленных электронов от поликристаллов получена быть не может. Этот неожиданный результат, непонятный с точки зрения имевшихся представлений, показал, что само явление дифракции медленных электронов нуждается в более глубоком исследовании.

С этой целью была изучена С. Г. Калашниковым и И. А. Яковлевым дифракция электронов на монокристаллах цинка. Ими при известных углах измерялись значения энергии первичных электронов, при которых возникают дифракционные пучки, и по этим данным определялось среднее значение внутреннего потенциала кристалла цинка. Оказалось, что вычисленный таким образом потенциал различен для различных дифракционных пучков. Авторы дали полное толкование этому явлению.

230 Член-корр. АН СССР проф. А. С. Предводителев
Дальнейшее изучение этого вопроса показало еще большую сложность явления. Как показали опыты А. Н. Рылова, число наблюдающихся дифракционных пучков оказывается гораздо больше, чем это можно было ожидать теоретически. При ближайшем рассмотрении явление можно было истолковать с точки зрения более полной аналогии с дифракцией света на решетке с достаточно малым числом периодов.

Опыты над влиянием температуры на ширину и интенсивность дифракционных максимумов, которые проделал С. Г. Калашников при участии О. И. Замша, показали, что тепловые колебания атомов, вызывающих дифракцию, сильно анизотропны, причем смещения, параллельные поверхности, значительно больше смещений, перпендикулярных к ней, при всех температурах.

Такой результат наблюдений означает, что дифракция медленных электронов вызывается самыми поверхностными слоями атомов, и что первоначальные представления об объемном эффекте находятся в прямом противоречии с данными эксперимента.

На основании экспериментальных данных С. Г. Калашников предпринял попытку построения новой теории дифракции медленных электронов, которая могла бы с единой точки зрения охватить все особенности этого явления. В этой теории явление рассматривается как чисто поверхностный эффект, как рассеивание электронов первым поверхностным слоем атомов кристалла.

Тремя годами ранее создания лаборатории молекулярных и тепловых явлений при Московском университете проф. А. С. Предводителев организовал при Всесоюзном теплотехническом институте физико-техническую лабораторию, в которой разрабатывались вопросы горения, теплообмена и газодинамики. Само собою разумеется, эта работа в технике не могла не отразиться и на тематике лаборатории, возникшей при Университете.

В. И. Блинов, ныне проф. Воронежского университета, Н. И. Некрасов совместно с Токаревым, Е. М. Абезгауз, А. И. Минаев, А. В. Бондаренко, а также Хитрин в значительной части своих работ исследовали излучение пламени горящей гомогенной смеси, законы нормальной скорости горения, наконец, условия воспламенения газовых смесей. Все эти работы привели авторов к серьезным заключениям.

Опыты В. И. Блинова показали, что величина интегрального излучения однозначно определяется концентрацией продуктов горения окиси углерода и имеет тепловое происхождение. Тот же вопрос А. В. Бондаренко подверг изучению с другой стороны. Он исследовал спектр горения и взрыва смеси водорода и кислорода. Постановка этих опытов преследовала также и другую цель — вскрыть механизм образования воды из водородно-кислородной смеси.

Наиболее значительным результатом из области физики гетерогенного горения, имеющим не только теоретическое, но и практическое значение, в особенности для проблемы подземной газификации, являются последние работы А. С. Предводителева. Ему удалось показать, что при совместном учете диффузионных процессов и химических процессов на поверхности угля можно привести в одну стройную систему разнородные эксперименты по гетерогенному горению, проделанные у нас в Союзе и в Америке.

Не лишены интереса работы В. И. Блинова, которые он проводил совместно с Бычковым с целью объяснить природу самовоспламенения и взрыва угольного порошка. Выводы из их работ получили высокую оценку со стороны промышленных организаций и были положены в основу инструкции по конструированию пылеподающих систем на электростанциях.

231 1929 — 1940


Проблема газовых реакций в электрическом разряде привлекает внимание очень большого числа исследователей. Однако существующий весьма многочисленный экспериментальный материал не приведен еще в систему и не охвачен общей теорией. А. С. Предводителев совместно с Н. Н. Нечаевой, О. А. Колодкиной, А. Г. Белянкиным и П. Серебряковым сделал попытку построить такую теорию. Им удалось, решая вопрос о местной кинетике газовых реакций, и учитывая диффузионные эффекты, при этом создающиеся, охватить в довольно стройную схему весь экспериментальный материал, ими полученный. Отличительной чертой работ, проводимых в лаборатории молекулярных и тепловых явлений, надо считать их весьма близкую связь с промышленностью. Работы развиваются так, что наряду с их большим значением для науки, они находят себе применение в народном хозяйстве страны. Больше того, вся материальная база, которую приобрела лаборатория, имеет своим источником средства, полученные не из государственного бюджета, а от промышленных организаций.

Кафедра общей физики для химического факультета

(Руководитель проф. Б. В. Ильин)

К научно-исследовательским работам лаборатории тепловых и молекулярных явлений весьма близко примыкают исследования Б. В. Ильина и его учеников по молекулярной физике и коллоидам.

С самого начала Великой Октябрьской [социалистической революции в Московском университете под руководством Б. В. Ильина развертывается научная работа по изучению природы молекулярных и адсорбционных сил целого коллектива молодых ученых, нашедшая свое отражение в книге Б. В. Ильина «Молекулярные силы и их электрическая природа», в которой приняли участие П. А. Ребиндер, В. К. Семенченко, В. В. Тарасов, С. А. Вознесенский, С. В. Горбачев, В. И. Назаров, К. А. Путилов, Б. Ф. Розанов, Ю. В. Ходаков, Н. А. Шишаков, П. В. Шмаков.

Б. В. Ильин, В. В. Тарасов, В. Т. Семенченко разработали электрическую теорию адсорбционных сил, проводя параллельно экспериментальные исследования в области поверхностных явлений, где эти силы проявляются. Эти авторы рассматривают адсорбцию полярных молекул на границе раздела различных фаз как результат взаимодействия дипольных моментов, что позволяет объяснить такие явления, как изменение поверхностного натяжения растворов поверхностно-активных веществ с концентрацией, адсорбцию из растворов полярных молекул, инверсию смачивания, поверхностное выслаивание, стабилизацию суспензий в растворах поверхностно-активных веществ и т. д. Для адсорбции же неполярных молекул (благородные газы), как установлено позже Гейтлером и Лондоном, главную роль играют дисперсионные силы, оказавшиеся главной составной частью сил Ван-дер-Ваальса. Эти работы цитируются в ряде статей, монографиях и учебниках как у нас, так и за границей.

Чтобы экспериментально проверить выводы электрической теории адсорбционных сил и учесть роль дисперсионной компоненты поверхностных явлений с полярными молекулами, Б. В. Ильин, А. А. Леонтьева и С. В. Брагин выполняют измерение теплот смачивания на непористых кристаллах сернокислого бария с поверхностью, определенной микроскопом, и показывают, что в этом случае природа адсорбционных взаимодействий в основном электростатическая, а дисперсионная компонента — незначительна.

Исследование Б. В. Ильина и его учеников в области рядов теплот смачивания, инверсии этих рядов при переходе от гидрофобных адсор-

232 Член-корр. АН СССР проф. А. С. Предводителев
бентов к квазигидрофильным, полных теплот смачивания в высокопористых адсорбентах, также установили доминирующую роль степени и характера дисперсности, ультрапористости в поверхностных явлениях на границе твердой фазы. Величина адсорбции и всех связанных с ней эффектов определяется не только интенсивностью адсорбционного поля, но и главным образом характером дисперсности адсорбента. Ультрапористость позволяет объяснить не только количественную разницу адсорбционных эффектов для разных адсорбентов, но и инверсию рядов Траубе на ультрапористых адсорбентах.

Другое направление научно-исследовательской работы Б. В. Ильина и его школы (Массильон, Захаров, Иванов, Пинскер) ставит своей задачей, исходя из широкой распространенности в природе дисперсного состояния, экспериментальное и теоретическое изучение механических и физических свойств дисперсных тел.

Проведенные Б. В. Ильиным и его учениками исследования установили, что механические и физические свойства дисперсных тел количественно и качественно отличны от соответствующих свойств монолитно сплошных тел. Было экспериментально показано, что, во-первых, такие свойства дисперсных тел (суспензий, паст, прессованных порошков) как вязкость, текучесть, пластичность, прочность являются поверхностными свойствами, а не объемными, как у идеальных кристаллов, а во-вторых, для дисперсных тел громадную роль играет явление гистерезиса.

В настоящее время мы должны считать, что свойство материи в реальных условиях ее существования определяется не только силами взаимодействия между молекулами, но и по преимуществу силами связи между «агрегатами молекул».

Нельзя не отметить, что в эту общую схему непринужденно могут быть включены самые разнообразные явления. Ясно все огромное значение этой новой картины строения материи. Наряду с изучением «внутреннего молекулярного поля» нужно изучать и «поверхностное молекулярное поле» (область поверхностных явлений). Ясно, что эти исследования имеют существенное техническое значение для промышленности текстильной, строительных материалов, для почвоведения и грунтоведения.

(Ученые записки МГУ, Физика, Юбилейная серия, вып. LII, 1940)



Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет