Силы взаимодействия частиц

Между частицами твёрдого тела действуют как силы притяжения, так и си­лы отталкивания. Силы притяжения обусловливают ту или иную химическую связь, а силы отталкивания создают условия устойчивости системы частиц.

Величина и знак сил притяжения и отталкивания зависят от расстояния между частицами. Обозначим: r – расстояние между двумя частицами твёрдого тела; r₀ – расстояние, на котором сила взаимодействия частиц равна нулю (при этом r = r₀). При r < r₀ величина силы будет положительной (F > 0). Это ус­ловие соответствует силам отталкивания. При r > r₀ величина силы будет отри­цательной (F < 0), что соответствует силам притяжения (рис. 1.10).

Расстояние между частицами r₀ соответствует межатомным расстояниям в кристаллической решётке вещества. На этом расстоянии сила взаимодействия между частицами твёрдого тела равна нулю, а потенциальная энергия частиц кристалла принимает минимальное значение: U(r₀) = Umin (рис. 1.10).

Рис. 1.10.Зависимость силы взаимодействия F(r) и потенциальной энергии U(r)

 между частицами от расстояния между ними

   Так как энергия химической связи больше энергии теплового движения, частицы не могут покинуть узлы кристаллической решётки и совершают коле­бательное движение около узла.