Обґрунтування обчислення коефіцієнта жорсткості міжатомних зв’язків у структурних одиницях речовини

Abstract

У статті розглянуто теоретико-експериментальний підхід до математичного моделювання міжатомної взаємодії у твердих тілах на мікрорівні. Проаналізовано особливості використання потенціалів міжатомної взаємодії для визначення сил взаємодії та коефіцієнтів жорсткості міжатомних зв’язків у структурних одиницях речовини. Показано, що застосування класичних континуальних моделей є недостатнім для опису фізичних властивостей матеріалів на атомарному рівні, де суттєвий вплив мають міжатомні сили та структурні характеристики речовини. У роботі використано потенціал Морзе для опису міжатомної взаємодії. На основі запропонованої математичної моделі отримано залежності для визначення коефіцієнтів жорсткості міжатомних зв’язків у гравітаційних та електростатичних полях. Розглянуто можливість використання експериментальних даних для уточнення параметрів потенціалів міжатомної взаємодії та підвищення точності математичного моделювання. Запропонована модель дозволяє визначати розподіл коефіцієнтів жорсткості в структурних одиницях речовини, розраховувати частоти коливань атомів, а також досліджувати деформаційні процеси у твердих тілах. Отримані результати можуть бути використані для дослідження фізичних властивостей матеріалів, прогнозування поведінки мікроструктур під дією зовнішніх навантажень та вдосконалення методів математичного моделювання міжатомної взаємодії.