诱导力色散力 色散力是什么( 二 )



三、范德华力是卡西米尔效应吗?从卡西米尔效应诞生之初,范德华力就被纳入卡西米尔效应体系,因为“瞬间偶极-偶极作用”静电吸引这样的思路,与卡西米尔效应有一致之处 。尽管如此,卡西米尔力和范德华力其实还是有明显的区别 。
第一、从作用的形式和距离看,卡西米尔力是两块互相平行的中性导体板之间的吸引力,其间的距离数量级在微米,而范德华力是原子(分子)之间的,距离数量级在几埃米,两者之间相差上千倍!在卡西米尔力作用的距离,根本不会形成范德华力 。而在范德华力作用距离,也已经谈不上卡西米尔力,因为这时形成卡西米尔力的平行板早崩塌了 。

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第二、从作用能和作用力看,范德华作用能数量级在kJ?mol^-1,而卡西米尔作用能数量级在J?mol^-1,卡西米尔力数量级在10^-7牛顿 。
第三、从基本表达式看,范德华力F∝1/r^7,r是原子间距 。卡西米尔力F∝1/a^4,a为平行板间距 。
第四、从势能随间距变化曲线看,范德华作用有一个能量的最低点的平衡距离,如果距离再加大,能量会缓慢上升;如果从这平衡距离再缩小,能量会急剧升高 。而卡西米尔作用,只有随间距缩小体系合拢受力永远增大这样一种趋势 。
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随着物理学的发展,如今的卡西米尔效应已经不是早期真空中两块平行金属的压力,其应用领域已经拓展到了任意键介质系统的自由能及分子力(范德华力) 。并用卡西米尔效应,解释了液氦的超流现象 。随着研究的深入,物理学家们发现,卡西米尔力与范德华力都是分子间作用力,其本质都是量子涨落 。
随着时间的发展,在学界,卡西米尔力与范德华力的概念开始模糊,很多论文中把宏观物体间的分子力称为卡西米尔力,而把两个粒子之间的力称为范德华力 。
尽管卡西米尔力与范德华力有着密切的联系,但“卡西米尔效应”这个词包含着更多的物理意义,比如,真空涨落已经不局限于电磁场、甚至涨落都已经不局限于量子场 。卡西米尔效应是一个更加广义的概念 。
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结束语从前面我们的分析可以得到这样的结论 。早期,壁虎爬墙被解释为是由于刚毛和墙壁之间的范德华力,这是没错的,如今科学家找到了范德华力其实是分子尺度的卡西米尔效应,所以说范德华力和卡西米尔力二者在此处是等价的 。
【诱导力色散力 色散力是什么】由此看来,“科学大院”把壁虎爬墙的原因解释为卡西米尔效应也是没有错的 。壁虎爬墙的原理是同一种力由于历史原因造成的不同表述 。


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