關于熵力疊加性的研究.pdf

1、上海交通大學碩士學位論文關于嫡力疊加性的研究摘要本文研究在二元膠體懸浮液中，大的膠體硬球之間的相互作用力。由于這種相互作用力是由系統嫡導致，我們叫它墑力。在本文中，主要研究了在小球液體中放置兩個大球和三個大球的體系。采用的方法是Asakura和Oosawa(AO)近似和MonteCarlo模擬。通過計算表明，嫡力與小球的密度，小球與大球的半徑比率，以及大球之間的距離有關。并研究了嫡力的矢量疊加性和三體力的大小，在誤差范圍內，三體力非常小

2、并且嫡力能很地好滿足矢量疊加性法則。_3`c壑Abn迎w互一一一一一一一一第一章緒論硬球液體模型表示了最簡單的液體狀態(tài)。它為真實的液體動力學性質提供了有價值的參考，這極大地激勵了用計算機模擬和近似的解析方法去研究硬球液體的物理性質。在膠體懸浮液和聚合物膠體系統中，充滿不同規(guī)格尺寸的膠體粒子，如果體系是孤立的，系統的嫡總是趨向增加，小膠體分子總是盡可能地增加可以自由到達的空間，這樣導致大的膠體分子之間有相互作用，我們把這種由嫡增加導致的作

3、用力叫嫡力。對這個領域的研究一直引起許多研究者的興趣。Asakura和Oosawa[13在很早的時候就開始了這項工作。他們發(fā)現由于嫡的作用導致大的膠體分子之間有吸引力，并且使膠體懸浮液中聚合物發(fā)生凝聚。這個開創(chuàng)性的〔作促使很多研究者對這個領域的問題進行研究，尤其是近幾年發(fā)展了幾種新的實驗方法可以對這種相互作用進行直接的觀察和測量。KaplanFaucheux和Libehaber[33在實驗上直接觀察到了二元膠體懸浮液中的嫡勢，他們發(fā)現嫡

4、勢正比于kT，并與小球的體積分數有明顯的依賴關系。DinsmoreYodh和Pine[53在膠體的懸浮液中放置一個帶有臺階玻璃平臺，并在靠近臺階的旁邊放置一個大的硬球，測量大球的自由能大小與大球在臺階上的位置關系，觀察到了嫡力的作用效果。經過幾秒后，大球會自動從臺階的邊緣向臺階里面運動。DinsmoreWongNelson和Yodh[6〕利用雙層囊泡也對嫡的作用效果進行了研究，他們把小球和大球的混合物放進囊泡里面，利用光學顯微鏡觀察大球

5、的瞬間位置，經過一段時間后，發(fā)現大球在囊泡表面的兒率遠大于大球在囊泡內的幾率，也就是大球明顯地吸附在囊泡的表面，他們還觀察到囊泡的曲率由于嫡的作用效果會發(fā)生改變。葉曦和童彭爾等〔2〕利用中子散射方法對嫡勢和膠體的結構因子進行了有效的研究。OhshimaSakagami等【4〕則采用激光輻射壓直接對嫡力進行測量。這一切都從實驗上證實嫡力的存在。隨著試驗的發(fā)展.又重新激起許多研究者對這個領域問題的興趣。嫡力的理論研究工作也取得了很大的進步，

6、P.Attard[1幻首先根據統計物理原理，對自由能求導，推導了兩個大的膠體粒子在膠體溶液中的作用力。B.GotzelmannR.Evans和S.Dietrich[I門在文章里對幾種近似解析方法進行了分析比較，并詳細地討論了小球和大球的半徑比率和體積分數對嫡力的影響，為我們從物理的角度對嫡力的精細結構提供了理解。目前，對嫡力的研究最有效的手段是計算機模擬。T.BibenP.Bladon和D.Frenkel(7)用分子動力學方法對兩個大球