XIX. Кино 4 страница. Экспериментальные методы определения М

Экспериментальные методы определения М. м. разработаны гл. обр. для газов (паров) и растворов. В основе определения М. м. газов (паров) лежит Авогадро закон. Известно, что объём 1 моля газа (пара) при нормальных условиях (О °С, 1 атм) составляет ок. 22, 4 л; поэтому, определив плотность газа (пара), можно найти число его молей, а следовательно, найти и М. м. В случае растворов для определения М. м. чаще всего используют криоскопическийи эбулио-скопический методы (см. Криоскопия и Эбулиоскопия). Экспериментальные методы дают сведения о ср. значении М. м. вещества. Оценку М. м. отд. молекул можно проводить методом масс-спектрометрии.

М. м. являются важной характеристикой высокомолекулярных соединений - полимеров, определяющей их физ. (и технологические) свойства. Макромолекулы. полимеров образуются повторением сравнительно простых звеньев (групп атомов); число мономерных звеньев, входящих в состав различных молекул одного и того же полимерного вещества, различно, вследствие чего М. м. макромолекул таких полимеров также неодинакова. Поэтому при характеристике полимеров обычно говорят о ср. значении М. м.; эта величина даёт представление о ср. числе звеньев в молекулах полимера (о степени полимеризации).

Полное описание размеров молекул полимера даёт функция распределения по М. м. (молекулярно-мас-совое распределение); эта функция позволяет найти долю молекул (определённого размера) данного полимерного вещества, М. м. к-рых лежат в заданном интервале масс (от М до М + ДМ).

На практике обычно определяют ср. М. м. полимера, исследуя тем или иным методом его раствор. Свойства растворов могут зависеть от числа молекул, находящихся в растворе (при этом разные по массе молекулы ведут себя совершенно одинаково), от массовой (весовой) концентрации раствора (в этом случае одна большая молекула производит такой же регистрируемый эффект, как и неск. малых) и от др. факторов. Если полимер состоит из неодинаковых молекул, то ср. значения М. м., измеренные разными способами, будут различны. Так, понижение темп-ры замерзания (повышение темп-ры кипения) разбавленного раствора зависит только от числа содержащихся в нём молекул, а не от их размеров, поэтому криоскопич. и эбулиоскопич. методы позволяют находить среднечис-ленную М. м. полимера (" простое" среднее). Интенсивность света, рассеянного раствором полимера, зависит от массы вещества, находящегося в растворе, а не от числа молекул; поэтому метод, основанный на измерении интенсивности рассеянного света, используется для определения величины М. м. полимера, усреднённой по массе. Др. методы (седи-ментационного равновесия, вискозимет-рический и т. д.) позволяют найти иные ср. значения М. м. полимеров. Сравнивая ср. величины М. м., определённые разными методами, можно сделать вывод о молекулярно-массовом распределении. В простейшем случае, когда среднечис-ленная М. м. полимера совпадает со значением М. м., усреднённой по массе, можно сделать вывод, что полимер состоит из одинаковых молекул (т. е. монодисперсен).

Лит.: Некрасов Б. В., Основы общей химии, т. 1, М., 1973; Г у г г е н-гейм Э.А. иПруДж., Физико-химические расчёты, пер. с англ., М., 1958; Г у-бен-Вейль, Методы органической химии, т. 2, М., 1967. См. также лит. при ст. Макромолекула. С. С. Бердоносов.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ОПТИКА, раздел оптики, в к-ром изучаются процессы взаимодействия оптического излучения с веществом, существенно зависящие от атом-но-молекулярной структуры вещества. М. о. устанавливает связь между характером единичных актов взаимодействия световой волны с частицами (молекулами, атомами, ионами) и макроскопич. параметрами состоящей из этих частиц среды (напр., её показателем преломления). С этой точки зрения в М. о. рассматриваются дисперсия света, преломление света и - наиболее широко - рассеяние света. Изучение распространения света в кристаллах, обладающих естественной оптической анизотропией, составляет предмет кристаллооптики. Оптическая анизотропия в изотропных от природы средах может вызываться действием на них различных внешних полей: электрического (см. Керра эффект, Поккелъса эффект), магнитного (см. Коттона - Мутона эффект), поля механич. или гидродинамич. сил (явления фотоупругости и двойного лучепреломления в потоке жидкости). В средах, для к-рых характерна оптическая активность (как естественная, так и возникающая при наложении внешнего магнитного поля, см. Фарадея эффект), происходит вращение плоскости поляризации света. Все эти явления, рассматриваемые в М. о., дают ценную информацию о свойствах веществ и строении составляющих их частиц.

Процесс взаимодействия световой волны с частицами вещества определяется гл. обр. поляризуемостью этих частиц (см. Поляризуемость атомов, ионов и молекул). Объяснение большинства молекулярно-оптических (МО) явлений дала уже классич. электронная теория, однако для их полного теоретич. истолкования необходима квантовая механика, к-рая позволяет связать МО постоянные со значениями уровней энергии молекул и вероятностями квантовых переходов между этими уровнями (см. Молекула, Молекулярные спектры).

Приложения М. о. разнообразны и расширились с появлением источников мощного когерентного излучения - лазеров, Наиболее широко методы М. о. применяются для исследования структуры и характеристик отд. молекул. Изучение света, рассеиваемого различными средами даёт сведения (часто уникальные) о строении этих сред - жидкостей, кристаллов высокомолекулярных соединений, атмосферных образований (облаков, туманов и пр.), а также об особенностях теплового движения частиц в средах. М. о. тесно связана с молекулярной спектроскопией Разрабатываются перспективные МО методы исследования космич. тел и сред. Лит.: Волькенштейн М. В., Мо лекулярная оптика, М.- Л., 1951; Б о р н М Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ. 2 изд., М., 1973; Волькенштейн М. В. Строение н физические свойства молекул М. -Л., 1955. В. А. Замкоб

МОЛЕКУЛЯРНАЯ РЕФРАКЦИЯ, см Рефракция молекулярная.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА, раздел физики, в к-ром изучаются физич. свой ства тел в различных агрегатных состояниях на основе рассмотрения их микроскопич. (молекулярного) строения. Задачи М. ф. решаются методами физич. статистики, термодинамики и физич. кинетики, они связаны с изучением движения и взаимодействия частиц (атомов, молекул, ионов), составляющих физич. тела. Атомистич. представления о строении вещества, высказанные ещё философами древности (см. Атомизм), в нач. 19 в. были с успехом применены в химии (Дж. Дальтон, 1801), что в значит. мере содействовало развитию М. ф. Первьм сформировавшимся разделом М. ф. была кинетическая теория газов. В результате работ Дж. Максвелла (1858-60), Л. Больцмана (1868) и Дж. Гиббсс, (1871 -1902), развивавших молекулярно-кинетич. теорию газов, была создана классич. статистическая физика.

Количественные представления о взаимодействии молекул (молекулярных силах) начали развиваться в теории капиллярных явлений. Классич. работы в этой области А. Клеро (1743), П. Лапласа (1806), Т. Юнга (1805), С. Пуассона, К. Гаусса (1830-31), Дж. Гиббса (1874-1878), И. С. Громеки (1879, 1886) и др. положили начало теории поверхностных явлений. Межмолекулярные взаимодействия были учтены Я. ван дер Ваальсом (1873) при объяснении физич. свойств реальных газов и жидкостей.

В нач. 20 в. М. ф. вступает в новый период своего развития, характеризующийся доказательствами реального строения тел из молекул в работах Ж. Перрена и Т. Сведберга (1906), М. Смолуховского и А. Эйнштейна (1904-06), касающихся броуновского движения микрочастиц, и исследованиями молекулярной структуры веществ. Применение для этих целей дифракции рентгеновских лучей в работах М. Лауэ (1912), У. Г. Брэгга и У. Л. Брэгга (1913), Г. В. Вульфа (1913), А. Ф. Иоффе (1924), В. Стюарда (1927-31), Дж. Бернала (1933), В. И. Данилова (1936) и др., а в дальнейшем и дифракции электронов и нейтронов дало возможность получить точные данные о строении кристаллич. твёрдых тел и жидкостей. Учение о межмолекулярных взаимодействиях на основании представлений квантовой механики получило развитие в работах М. Борна (1937-39), П. Дебая (30-е гг. 20 в.), Ф. Лондона (1927) и В. Гейтлера (1927). Теория переходов из одного агрегатного состояния в другое, намеченная в 19 в. Я. ван дер Ваальсом и У. Томсоном (Кельвином) и развитая в работах Дж. Гиббса, Л.Ландау (1937), М. Фольмера (30-е гг. 20 в.) и их последователей, превратилась в совр. теорию образования новой фазы - важный самостоятельный раздел М. ф. Объединение статистич. методов с совр. представлениями о структуре веществ в работах Я. И. Френкеля (1926 и др.), Г. Эйринга (1935-36), Дж. Бернала и др. привело к М. ф. жидких и твёрдых тел.

Круг вопросов, охватываемых М. ф., очень широк. В ней рассматриваются строение газов, жидкостей и твёрдых тел, их изменение под влиянием внешних условий (давления, темп-ры, электрич. и магнитного полей), явления переноса (диффузия, теплопроводность, внутр. трение), фазовое равновесие и процессы фазовых переходов (кристаллизация и плавление, испарение и конденсация и др.), критическое состояние вещества, поверхностные явления на границах раздела различных фаз.

Интенсивное развитие М. ф. привело к выделению из неё ряда крупных самостоятельных разделов, таких, напр., как статистич. физика, кинетика физическая, физика твёрдого тела, физическая химия, молекулярная биология.

Совр. наука и техника используют всё большее число новых веществ и материалов. Выявившиеся особенности строения этих тел привели к развитию различных науч. подходов к их исследованию. Так, на основе общих теоретич. представлений М. ф. получили развитие такие спец. области науки, как физика металлов, физика полимеров, физика плазмы, кристаллофизика, физико-химия дисперсных систем и поверхностных явлений, теория тепло- и массопереноса. Сюда же можно отнести также новую область науки - Физико-химическую механику, к-рая составляет теоретич. основу совр. материаловедения, указывая пути создания технически важных материалов с требуемыми физич. свойствами. При всём различии объектов и методов исследования здесь сохраняется, однако, осн. идея М. ф.: описание макроскопич. свойств вещества, исходя из особенностей микроскопич. (молекулярной) картины его строения.

Лит.: Кикоин И. К. и Кикоин А. К., Молекулярная физика, М., 1963; Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч. и Б е р д Р., Молекулярная теория газов и жидкостей, пер. с англ., М., 1961; Френкель Я. И., Собр. избр. трудов, т. 3.-Кинетическая теория жидкостей, М.- Л., 1959; Франк-Каменецкий Д. А.^ Диффузия и теплопередача в химической кинетике, 2 изд., М., 1967; К и т т е л ь Ч., Введение в физику твёрдого тела, пер. с англ., М., 1957; ЛихтманВ.И., ЩукинЕ.Д., Р е б и н д е р П. А., Физико-химическая механика металлов, М., 1962.

П. А. Ребиндер, Б. В. Д, ерягин, Н. В. Чураев.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА, первоначальное название одного из направлений микроэлектроники. Вместо термина " М. э.", получившего нек-рое распространение в 60-е гг. 20 в., с нач. 70-х гг. применяют другой термин - функциональная электроника.

МОЛЕКУЛЯРНОЕ ТЕЧЕНИЕ, течение разреженного газа (молекул, атомов, ионов или электронов), при к-ром свойства потока существенно зависят от беспорядочного движения молекул, в отличие от течений, где газ рассматривается как сплошная среда. М. т. имеет место при полёте тел в верхних слоях атмосферы, в вакуумных системах и т. д. При М. т. молекулы (или др. частицы) газа участвуют, с одной стороны, в поступательном движении всего газа в целом, а с другой- двигаются хаотически и независимо друг от друга. Причём в любом рассматриваемом" " объёме молекулы газа могут иметь самые различные скорости. Поэтому основой теоретич. рассмотрения М. т. является кинетическая теория газов. Макроскопич. свойства невязкого, сжимаемого, изоэнтропического течения удовлетворительно описываются простейшей моделью молекул в виде упругих гладких шаров, к-рые подчиняются максвелловскому закону распределения скоростей (см. Максвелла распределение). Для описания вязкого, неизоэнтропич. М. т. необходимо пользоваться более сложной моделью молекул и функцией распределения, к-рая несколько отличается от функции распределения Максвелла.

М. т. исследуются в аэродинамике разреженных газов.

Лит.: Паттерсон Г. Н., Молекулярное течение газов, пер. с англ., М., 1960; Чепмен С., Каулинг Т., Математическая теория неоднородных газов, пер. с англ., М., 1960; Аэродинамика разреженных газов. Сб., под ред. С. В. Валландера, Л., 1963; Коган М. Н., Динамика разреженного газа, М., 1967. Л.В.Козлов.

МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ ИНСТИТУТ АН СССР, головное н.-и. учреждение в области молекулярной биологии. Организован в 1957 (до 1965 -Ин-т радиац. и физико-химич. биологии). Основатель и директор ин-та - В. А. Эн-гельгардт. Осн. направления н.-и. работ: передача и реализация наследственной информации, молекулярные механизмы биосинтеза белка, химич. и физич. основы действия ферментов, связь структуры нуклеиновых к-т и белков с их функциями в клетке, макромолекуляр-ная организация хромосом, разработка физич. методов исследования макромолекул. В М. б. и. расшифрована первичная структура двух транспортных рибонуклеиновых к-т (т-РНК); экспериментально обоснована и сформулирована теория регуляции функционирования генома у высших организмов; впервые в СССР определена последовательность аминокислот в крупной молекуле белка-фермента - аспартатамино-трансферазы (совм. с Ин-том биоорганической химии им. М. М. Шемякина АН СССР); предложены новые подходы к изучению строения активных центров ферментов (ингибиторный анализ) и функциональных участков РНК (метод " разрезанных молекул"); разработаны новые методы структурных исследований белков и нуклеиновых к-т. К нач. 1973 в М. б. и. было 13 лабораторий. Совм. с Советом по проблемам молекулярной биологии АН СССР ин-т организует меж-дунар. совещания и симпозиумы. Труды сотрудников М. б. и. публикуются в журналах: " Молекулярная биология" (с 1967), " Биохимия" (с 1936), " Цитология" (с 1959), " Доклады АН СССР" (с 1933), " Биофизика" (с 1956), " Biochimica et Bio-physica Acta" ((N. Y.-Amst., с 1947), " FEBS Letters" (Amst., с 1968), " European Journal of Biochemistry" (В., с 1967), в сборниках и в виде монографий.

Лит.: Институт молекулярной биологии, М., 1971. М. Я. Тимофеева.

" МОЛЕКУЛЯРНЫЕ БОЛЕЗНИ", врождённые ошибки метаболизма, заболевания, обусловленные наследственными нарушениями обмена веществ. Термин " М. б." предложен амер. химиком Л. Полингом. В нач. 20 в. англ, врач А. Э. Гаррод, изучая ряд наследственных заболеваний, предположил, что они возникают в результате пониженной активности или полного отсутствия фермента, контролирующего определённый этап обмена веществ. Так, появление гомогентизиновой к-ты в моче больных алькаптонурией обусловлено отсутствием окисляющего её фермента (впоследствии выяснилось, что в этом случае образуется неактивная форма фермента); альбинизм вызван блокадой образования пигментов меланинов вследствие недостаточности одного из необходимых ферментов - тирозиназы и т. д. Идеи Гаррода получили всеобщее признание и конкретную химич. интерпретацию спустя неск. десятилетий. Решающими для понимания механизмов возникновения " М. б." оказались исследования изменений биосинтеза у микроорганизмов, возникающих при замене нормального гена мутантным. Каждый нормальный ген определяет (кодирует) синтез, как правило, строго определённого фермента, т. е. нормального белка (см. Белки, Генетический код). Изучение биохимич. мутантов (работы гл. оор. амер. генетиков Дж. Бидла и Э. Тейтема, 1941) показало, что мутация гена приводит к отсутствию фермента или изменению его активности, т. е. белок либо не синтезируется вообще, либо синтезируется с изменённой первичной структурой (иной последовательностью аминокислот в полипептидной цепи). Изменение первичной структуры белка (ферментного, структурного, плазмы крови), по-видимому, не влияет на его свойства (" молчащие" мутации). Однако в ряде случаев (напр., при изменении активного центра фермента) происходит изменение свойств, а следовательно, и функций белка. Т. о., все " М. б." связаны либо с утратой к.-л. нормального белка, либо с изменением его ферментативных или физ.-хим. свойств.

Поскольку каждый фермент контролирует определённую реакцию обмена веществ, его отсутствие или неспособность осуществлять свою функцию приводят к остановке нормального пути метаболизма на стадии биосинтеза вещества, являющегося субстратом этого фермента. Заболевание развивается в результате недостатка в организме конечного продукта, синтез к-рого блокирован, либо в результате накопления предшественника блокированной реакции, избыток которого нарушает обменные процессы.

" М. б." включают расстройства обмена аминокислот (аминоацидурии), углеводов (гликозурии), липидов (липидозы и лейкодистрофии), пуринов, пиримиди-нов. Всего известно св. 1000 " М. б.". Частота каждой из " М. б." относительно невелика: одна из самых распространённых " М. б." -фенилкетонурия - встречается со ср. частотой 1: 10 000. Некоторые из наследственных нарушений обмена не влекут за собой клинич. последствий (напр., неспособность ощущать вкус или запах определённых веществ), другие же протекают очень тяжело. Ряд " М. б." проявляется лишь при воздействии провоцирующих факторов внешней среды. При своевременном диагнозе нек-рые " М. б." поддаются эффективному предупреждению и лечению. Поскольку эффект мутантного гена осуществляется преим. в форме изменения строго определённого биосинтеза, установление наследственного характера болезни (с помощью различных методов биохимич. анализа) открывает возможность воздействия на всю цепь реакций, ведущих к биохимич. и физио-логич. аномалиям. Заместительная терапия применяется при гормональных заболеваниях (сахарный диабет лечат инсулином, наследственные формы гипоти-реоза - гормоном щитовидной железы). Для лечения ряда " М. б." эффективно применение ограничительных диет, из к-рых изъято вещество (аминокислота, углевод), накапливающееся в организме. Предупреждение " М. б." осуществляется путём медико-генетич. консультирования семей, в к-рых выявлены носители " М. б.". Для ряда " М. б" разработаны методы ранней (в т. ч. внутриутробной) диагностики. Нек-рые" М. б.", напр. т. н. эритроцитопатии, широко распространились в Африке и странах Средиземноморья, т. к. превращают аномальный эритроцит в среду, неблагоприятную для развития малярийного плазмодия (см. Гемоглобинопатии, Малярия). См. также Генетика медицинская, Генетика человека, Медико-генетическая консультация.

Лит.: Цукеркандль Э., П о-л и н г Л., Молекулярные болезни, эволюция и генная разнородность, в сб.: Горизонты биохимии, пер. с англ., М., 1964; Э Ф р о-и м с о н В. П., Введение в медицинскую генетику, 2 изд., М., 1968; " Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева", 1970, т. 15, № 6 (посвящен биохимии наследственных болезней человека); Проблемы медицинской генетики, М., 1970; Gar-rod А. Е., Inborn errors of metabolism, L., 1963; The metabolic basis of inherited disease, 2 ed., N. Y.- [a. o.], 1966.

К. Д. Краснопольская.

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ И АТОМНЫЕ ПУЧКИ, направленные потоки молекул или атомов, движущихся в вакууме практически без столкновений друг с другом и с молекулами остаточных газов. М. и а. п. позволяют изучать свойства отд. частиц, пренебрегая эффектами, обусловленными столкновениями, кроме тех случаев, когда сами столкновения являются объектом исследований.

Первый эксперимент с атомным пучком был осуществлён в 1911 франц. учёным Л. Дюнуайе, к-рый продемонстрировал прямолинейный пролёт в вакууме атомов Na. В дальнейшем эти эксперименты были продолжены О. Штерном с сотрудниками в Гамбурге (1929), к-рые использовали М. и а. п. для измерения скорости молекул и эффективных сечений их соударений друг с другом, а также для исследования явлений, обусловленных электронными спинами и магнитными моментами атомных ядер (см. Ядро атомное). В 1937 И. Раби использовал М. и а. п. в изобретённом им резонансном методе, к-рый вначале применялся для измерения магнитных моментов ядер (1937-40), а в дальнейшем стал осн. методом радиоспектроскопии, позволившим измерить с большой точностью фундаментальные характеристики молекул, атомов и атомных ядер (Н. Рамзей и др.).

Рис. 1. Схема опыта для изучения химических реакций, происходящих при пересечении пучка атомов водорода с пучком двухатомных молекул щелочного металла. К1, К₂, К₃ - коллимнрующие щели.

Источник, в к-ром формируются М. и а. п., представляет собой камеру, соединённую с высоковакуумным объёмом при помощи отверстия в тонкой стенке или узкого капилляра в толстой стенке. Исследуемые молекулы или атомы вводятся в камеру источника в виде газа или пара при давлении неск. мм рт. ст. Для формирования М. и а. п. давление газа в источнике должно быть достаточно малым, чтобы ср. длина I свободного пробега частиц внутри источника была равна или несколько больше диаметра соединит, отверстия. В этом случае частицы вылетают из источника независимо друг от друга. Для капилляра длина lдолжна быть соизмерима также с длиной капилляра. Чрезмерное увеличение l за счёт уменьшения давления в источнике, не улучшая существенно свойств М. и а. п., уменьшает их интенсивность. Для увеличения интенсивности пучков применяют источники с неск. отверстиями или капиллярами, расстояние между к-рыми должно быть несколько больше их диаметра. Соударения с частицами остаточного газа разрушают М. и а. п. тем быстрее, чем хуже вакуум. Длина М. и а. п. в идеальном вакууме была бы чрезвычайно велика, т. к. возможны были бы только соударения " догона".

Молекулярное взаимодействие. Метод М. и а. п. даёт возможность детально изучать акт столкновения между двумя частицами, в отличие от химич. и газоди-намич. методов, в к-рых из-за множественных столкновений частиц друг с другом наблюдаются лишь усреднённые эффекты.

В нек-рых из этих экспериментов измеряются эффективные сечения упругих и неупругих соударений частиц, движущихся под разными углами и с разными скоростями. В др. экспериментах наблюдаются химич. реакции между частицами и изучается угловое и энергетич. распределение продуктов реакции (Лестер, 1971; Дж.Росс, 1966; Р. Дж. Горд он и др., 1971). Типичный эксперимент второго рода показан на рис. 1. Атомы водорода вылетают из источника в вакуумную камеру, где они сталкиваются с двухатомными молекулами щелочного металла, напр. К₂- Угловое распределение продуктов реакции измеряется с помощью детекторов с поверхностной ионизацией (горячие нити Pt и W). Т. к. вольфрамовый детектор одинаково чувствителен к частицам К3 и КОН, а платиновый - менее чувствителен к КОН, то, комбинируя оба детектора, можно различать эти молекулы. Иногда М. и а. п. предварительно поляризуют или, наоборот, измеряют появляющуюся поляризацию. В нек-рых экспериментах исследуется возбуждение колебательных уровней энергии у продуктов реакции.

Резонансные эксперименты (метод Раби). Частицы, вылетая из источника в вакуум (13, 3 мн/м ²или 10^-7 мм рт. ст.), пролетают через неоднородное магнитное поле, создаваемое магнитом А (рис. 2). Неоднородное поле А искривляет их траектории, что обусловлено взаимодействием их магнитных моментов с неоднородным магнитным полем. Далее частицы пролетают через коллиматор и попадают в область детектора, где происходит компенсация искривления траектории в неоднородном магнитном поле, создаваемом магнитом В. Конфигурация поля В в точности противоположна конфигурации поля А. Для индентификации молекул их ионизируют (электронным ударом) и пропускают через масс-спектрометр, после чего они регистрируются электронным умножителем, соединённым с фазо-чувствительным детектором. Плавно изменяя частоту v колебаний электромагнитного поля в зазоре магнита С, создающего однородное магнитное поле, измеряют интенсивность пучка, регистрируемого детектором. Если частота v удовлетворяет воровскому условию:
[ris]

где п - Планка постоянная, то молекулы под действием электромагнитного поля, возбуждаемого в резонаторе Р, могут переходить из состояния с энергией " Л в состояние с энергией Е2 и обратно.

Рис. 2. Схема эксперимента по наблюдению магнитного резонанса в молекулярном пучке. Пролёт частицы через прибор определяется по искривлению её траектории; отклонения увеличены относительно типичных размеров прибора (длина прибора 3 м, максимальное поперечное сечение 0, 01 см). Р - резонатор, в котором возбуждается электромагнитное поле резонансной частоты; H1 - форвакуум-ный насос. Н2 - высоковакуумный насос; А, В и С - электромагниты.

Если по магнитным свойствам состояние Е1отличается от состояния Е2, то поле В после перехода молекулы обычно компенсирует отклонение, вызванное полем А, не для всех молекул пучка; часть молекул, испытавшая переход Е1i-> Е2> движется по траектории, показанной пунктиром (рис. 2). При выполнении условия (1) интенсивность, регистрируемая детектором, имеет минимум. График зависимости интенсивности от частоты представляет собой радиочастотный спектр частиц. Зная резонансную частоту из условия (1), можно определить уровни энергии молекул (см. Магнитный резонанс).

Метод пароэлектрического резонанса аналогичен методу магнитного резонанса за исключением того, что изменения траектории обусловлены взаимодействием электрич. моментов молекул с неоднородными электрич. полями, а квантовые переходы между ними вызваны колебаниями электрич. поля в резонаторе. Интенсивность пучка может быть увеличена за счёт использования 4-полюсных или 6-полюс-ных электродов, создающих пространственную фокусировку пучка. Применяется также сочетание обоих методов, напр, однородное постоянное электрич. поле используют в экспериментах с магнитным резонансом, а однородное магнитное поле в опытах с параэлектрич. резонансом (К. Мак-Адан, Н. Рамзей и др., 1972). Эксперименты с магнитным и параэлект-рическим резонансами в М. и а. п. дали большое количество информации о строении молекул, атомов и атомных ядер. Этим методом были измерены спины ядер, магнитные и электрические квадруполь-ные моменты стабильных и радиоактивных ядер. В частности, был обнаружен электрич. квадрупольный момент дейтрона, что впервые указало на существование тензорных сил между элементарными частицами. Была измерена с высокой точностью тонкая структура атомных спектров, в результате чего в экспериментах с атомарным водородом был открыт Лэмбовский сдвиг, послуживший источником серии революц. теоретич. открытий в квантовой электродинамике. Измерения сверхтонкой структуры спектров дали первые указания на аномальность магнитного момента электрона, к-рая впоследствии была измерена непосредственно. В экспериментах с М. и а. п. были осуществлены два независимых измерения постоянной тонкой структуры и получено пока единственное доказательство существования у ядер электрич. октупольных моментов. Резонансные эксперименты с М. и а. п. позволили измерить вращательные магнитные моменты и электрич. дипольные моменты молекул, энергию взаимодействия ядерных магнитных моментов с вращательными магнитными моментами молекул, зависимость электрических и магнитных свойств от ориентации молекул; определить квадрупольные моменты молекул, энергию межъядерных магнитных взаимодействий в молекулах и т. д. Частота колебаний, соответствующая линиям сверхтонкой структуры магнитного резонанса в М. и а. п., является основой для определения секунды в пассивных стандартах частоты (см. Квантовые стандарты частоты, Квантовые часы). Возможность пространственной фокусировки М. и а. п., содержащих частицы в определённых энергетич. состояниях при помощи неоднородных электрических или магнитных полей, позволила использовать М. и а. п. для накопления частиц в состояниях с более высокой энергией (т. е. для создания инверсии населённостей), что необходимо для осуществления мазера. Первый мазер был осуществлён на пучке молекул аммиака (см. Молекулярный генератор). Мазер на пучке атомов водорода широко использовался как для исследования атома водорода, так и для создания активного квантового стандарта частоты.

Лит.: Смит К. Ф-, Молекулярные пучки, пер. с англ., М., 1959; Рамзей Н., Молекулярные пучки, пер. с англ., М-, I960, ' Kusch P., Huges V. W., Atomic and molecular beam spectroscopy, в кн.: Handbuch der Physik, Hrsg. von S. Fliigge, Bd 37, Tl 1, В.- [u.a.l, 1959; Zorn J. C., English Т. С., Methods of experimental physics, v. 3, N. Y., 1973. Я. Ф. Рамзей (США).

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КРИСТАЛЛЫ, кристаллы, образованные из молекул, связанных друг с другом слабыми ван-дер-ваальсовыми силами (см. Межмолекулярное взаимодействие) или водородной связью. Внутри молекул между атомами действует более прочная кова-лентная связь. Фазовые превращения М. к.- плавление, возгонка, полиморфные переходы (см. Полиморфизм) - происходят, как правило, без разрушения отд. молекул.