미시적 관점을 확장하는 이론 반 데르 발스 개별 원자 사이의 힘을 거시적 규모로 확장하여, 큰 물체(예: 두 개의 구, 구와 판) 사이의 총 상호작용력을 계산합니다. 이 방법은 쌍별 가산성을 가정하고, 미시적 [latex]r^{-6}[/latex] 포텐셜을 상호작용하는 물체의 부피에 걸쳐 적분합니다. 결과는 하마커 상수 [latex]A[/latex]로 정량화됩니다.
하마커 이론(물리학)
1937
- H. C. Hamaker
(설명을 위한 생성된 이미지입니다)
런던의 이론이 두 원자 사이의 반 데르 발스 힘을 설명했다면, 하마커의 이론은 거시적인 물체 사이의 힘을 계산하는 실용적인 방법을 제시했습니다. 이 이론의 핵심 가정은 쌍별 가산성입니다. 즉, 두 큰 물체 사이의 총 상호작용 에너지는 모든 개별 원자 간 상호작용의 합(또는 적분)과 같습니다. 예를 들어, 구와 평면 사이의 힘을 구하려면 구에 있는 하나의 원자에 대한 레너드-존스 퍼텐셜을 평면에 있는 모든 원자와 함께 적분한 다음, 그 결과를 구에 있는 모든 원자에 대해 적분하면 됩니다.
이러한 통합으로 인해 상호작용 포텐셜은 미시적 [latex]r^{-6}[/latex] 포텐셜보다 거리에 따라 훨씬 느리게 감소합니다. 예를 들어, 두 평판 사이의 상호작용 에너지는 [latex]d^{-2}[/latex]에 비례하고, 구와 평판 사이의 상호작용 에너지는 [latex]d^{-1}[/latex]에 비례합니다. 여기서 [latex]d[/latex]는 분리 거리입니다. 이러한 거시적 상호작용의 강도는 하마커 상수 [latex]A[/latex]에 담겨 있으며, 이는 물질의 원자 밀도와 미시적 상호작용 상수([latex]C_6[/latex])에 따라 달라집니다. 쌍별 가산성 가정은 근사치(다체 효과와 매질의 영향을 무시함)이지만, 하마커 이론은 접착력, 콜로이드 안정성 및 표면력을 이해하는 데 매우 유용하고 직관적인 틀을 제공합니다.
UNESCO Nomenclature: 2209
물리화학
유형
이론적 틀
분열
상당한
용법
널리 사용됨
전구체
- London Dispersion Force theory providing the microscopic potential
- 연속체에 작용하는 힘의 합을 구하는 적분 미적분학
- DLVO 이론은 콜로이드 안정성을 설명하기 위해 Hamaker의 연구를 통합한 것입니다.
- 접착 및 콜로이드 거동에 대한 초기 실험적 관찰
응용 프로그램
- 콜로이드 과학은 DLVO 이론의 일부로서 현탁액의 안정성을 예측하는 데 사용됩니다.
- 원자력 현미경(AFM)을 이용한 팁-표면 상호작용 모델링
- design of microelectromechanical systems (MEMS) to understand and prevent stiction (unwanted adhesion)
- thin film physics, wetting phenomena, and surface energy calculations
특허:
NA
잠재적 혁신 아이디어
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관련 개념: 하마커 상수, 거시적 반 데르 발스 힘, 콜로이드, 표면 과학, 접착력, 점착력, 원자력 현미경, DLVO 이론, 박막, 리프시츠 이론.
역사적 맥락
하마커 이론(물리학)
(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)
