Другие силы межмолекулярного взаимодействия

До сих пор мы рассматривали электростатическое взаимодействие атомов и молекул. Однако при значительном удалении их друг от друга необходимо учитывать волновой характер излучаемых ими электромагнитных полей. Характерное время электронных переходов в атомах порядка величины с, где - потенциал ионизации атома, что соответствует длине электромагнитной волны , (где а - первый боровский радиус). На расстояниях можно не учитывать волновые процессы и использовать для расчетов межатомного или межмолекулярного взаимодействия законы электростатики. На расстояниях необходимо учитывать потенциал запаздывания, связанного с конечностью скорости распространения электромагнитного взаимодействия. Такой расчет был проведен Казимиром и Польдером в 1948 г. Ими было установлено, что потенциал парного взаимодействия в этом случае убывает с расстоянием, как - , а силы соответственно, как - . Дисперсионные силы с учетом эффектов запаздывания называют силами Казимира-Польдера.

Общая теория дисперсионного взаимодействия макроскопических тел была разработана Лифшицем, Дзялошинским и Питаевским. Согласно развитых ими представлений из-за теплового движения, а также возбуждений электронной подсистемы в любых телах существуют флуктуации зарядовой плотности, которые приводят к появлению мгновенных мультиполей различных порядков. Мультиполь-мультипольное взаимодействие тел имеет квантовый характер и всегда приводит к притяжению. Эти силы имеют ту же природу, что и дисперсионные. По существу, они возникают в результате интегрирования последних по всему объему тел, и неудивительно, поэтому, что их дальнодействие зависит от формы тел. Так, притяжение между плоскими телами убывает с расстоянием как - , а между цилиндрами, как - и т.д. ( - наименьшее расстояние между телами).