Ближний порядок

Ближний порядок — упорядоченность во взаимном расположении атомов или молекул в веществе, которая (в отличие от дальнего порядка) повторяется лишь на расстояниях, соизмеримых с расстояниями между атомами, то есть ближний порядок — это наличие закономерности в расположении соседних атомов или молекул. Термин введён Г. Бете в работе, посвящённой статистическому анализу упорядочения в кристаллах[1].

Ближним порядком в расположении атомов или молекул обладают, наряду с кристаллами, также аморфные тела и жидкости[2].

Радиальная функция распределения

править
 
Радиальная функция распределения   для жидкости Леннарда-Джонса вблизи тройной точки ( ). Результат компьютерного моделирования.

Понятие ближнего порядка вводится через парную функцию распределения  . Для этого   представляется в виде

 

где   — одночастичная функция распределения, а   — расстояние между двумя молекулами. Функция   носит название радиальной функции распределения. В основе такого представления парной функции распределения лежит предположение об однородности жидкости и изотропности потенциала взаимодействия.

Для идеального газа  , то есть ближний порядок отсутствует, так как расположение каждой частицы в пространстве не зависит от расположения других частиц и двухчастичная функция распределения является просто произведением одночастичных  .

Однако для реального вещества ситуация иная. На рисунке показана характерная радиальная функция распределения для жидкости Леннарда-Джонса вблизи тройной точки. Она имеет осцилляции, затухающие с ростом  . Таким образом, вероятность найти молекулы на расстояниях, соответствующих локальным максимумам   больше, нежели на расстояниях, соответствующих локальным минимумам — в жидкости присутствует ближний порядок.

При увеличении температуры или уменьшении плотности ближний порядок становится всё менее отчётливым. Для разрежённого реального газа  ,   — потенциал парного взаимодействия частиц. Для этого случая остаётся только почти нулевая область при малых  , которая соответствует конечным размерам молекул, и единственный пик, который соответствует минимуму  .

См. также

править

Ссылки

править
  1. H. A. Bethe. Statistical theory of superlattices (англ.) // Proceedings of the royal society A. Mathematical, physical and engineering sciences. — 1935. — Vol. 150, no. 871. — P. 552-575. — doi:10.1098/rspa.1935.0122.
  2. Скрышевский А. Ф. Структурный анализ жидкостей и аморфных тел. — 2-е изд., перераб. и доп.. — М.: Высшая школа, 1980. — С. 302-324. — 328 с.

Хмельницкий Д. Е. Дальний и ближний порядок // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 556—558. — 704 с. — 100 000 экз.