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分子物理

分子物理学是研究分子的结构,分子的物理性质,分子间的相互作用;研究气体、液体、固体的物理性质,与热现象有关的物理性质的一个物理学分支。

分子物理学是研究分子的结构,分子的物理性质,分子间的相互作用;并以此为基础研究气体、液体、固体的物理性质,特别是与热现象有关的物理性质的一个物理学分支。分子物理学与物理学的其他分支如原子物理学、凝聚态物理学、物理力学,以及物理化学、化学动力学、量子化学等都有密切的联系。

分子结构涉及的不仅是组成它的各个原子(确切地说是原子核)的平衡几何配置,更重要的是分子各组成部分的相互作用化学键合。分子的物理性质与分子的化学结构有关,因此研究分子的性质可以确定其化学结构。

量子力学是研究化学键本质、分子的物理性质,以及分子间相互作用的基本理论。1930年以来,量子力学在这些问题的理论解释上有很大的进展。分子的量子力学量子化学,是近代理论化学活跃的前沿之一。应用量子化学原理并配合电子计算机技术,直接计算分子的能级、状态波函数以及其他物理性质,已取得了显著的成就。

分子物理学从多方面研究分子的物理性质。它研究分子中原子的相对振动、分子的转动、分子中电子的运动,以及分子间力所产生的现象等。分子光谱是用来研究分子结构的一种重要手段,它提供了大量关于分子结构和分子动力学的知识,这些光谱及其量子力学解释之间的相符,是历史上证实量子理论的重要依据。射频和微波波谱学、原子束和分子束和激光光谱学等技术,能高度精确地测量这类光谱的精细和超精细结构,从而可制定核自旋、核电四板矩以及原子核质量。

对于分子的物理性质的研究还包括研究分子的电磁性质(分子在电场和磁场中的行为),即分子的极化率和磁化率,以及分子的热学性质等。用 X射线衍射、中子衍射等技术可直接确定分子的结构。已经发展起来的光电子能谱等,也是研究分子物理性质的有力实验手段。

分子物理学从研究物质的分子结构和分子问的相互作用出发,研究物质的热学性质和聚集状态,包括状态方程(体积、温度和压强之.间的关系)、各种热力学函数、液体和固体的表面层现象、表面吸附、相干衡和相变,以及扩散、热传导和粘滞性等输运现象,等等。由于这些现象和性质与大量分子的整体运动状态有关,分子物理学中还广泛利用热力学的定律和统计物理学的理论。

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