Элементы квантовой, атомной и ядерной физики. Полицинский Е.В. - 81 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

81
теория Дебая объяснила расхождение опытных и теоретических (вы-
численных на основе классической теории) значений теплоёмкости
твердых тел.
Модель квазичастиц – фононов – оказалась эффективной для объ-
яснения открытого П. Л. Капицей явления сверхтекучести жидкого ге-
лия. Теория сверхтекучести, созданная Л. Д. Ландау и развитая россий-
ским ученым Н. Н. Боголюбовым, применена впоследствии к явлению
сверхпроводимости.
3.5. Выводы квантовой теории электропроводности металлов
Квантовая
теория электропроводности металлов – теория
электропроводности, основывающаяся на квантовой механике и кванто-
вой статистике Ферми – Дирака, – пересмотрела вопрос об электропро-
водности металлов, рассмотренный в классической физике. Расчет элек-
тропроводности металлов, выполненный на основе этой теории, приво-
дит к выражению для удельной электрической проводимости металла
2
F
F
n e l
m u
γ
⋅ ⋅
=
⋅
(103),
которое по внешнему виду напоминает классическую формулу
(
2
n e l
m u
γ
⋅ ⋅
=
⋅
) для
γ
, но имеет совершенно другое физическое содержа-
ние. Здесь n – концентрация электронов проводимости в металле, 〈l
F
〉 –
средняя длина свободного пробега электрона, имеющего энергию Фер-
ми, 〈u
F
〉 – средняя скорость теплового движения такого электрона.
Выводы, получаемые на основе формулы (103), полностью соответст-
вуют опытным данным. Квантовая теория электропроводности метал-
лов, в частности, объясняет зависимость удельной проводимости от
температуры:
γ
~ 1/T (классическая теория дает, что
γ
~1/
T
), а также
аномально большие величины (порядка сотен периодов решетки) сред-
ней длины свободного пробега электронов в металле.
Квантовая теория рассматривает движение электронов с уч`том их
взаимодействия с кристаллической решеткой. Согласно корпускулярно-
волновому дуализму, движению электрона сопоставляют волновой про-
цесс. Идеальная кристаллическая решетка (в её узлах находятся непод-
вижные частицы и в ней отсутствуют нарушения периодичности) ведёт
себя подобно оптически однородной среде – она «электронные волны»
не рассеивает. Это соответствует тому, что металл не оказывает элек-
трическому току – упорядоченному движению электронов – никакого
сопротивления. «Электронные волны», распространяясь в идеальной

Страницы