Элементы квантовой, атомной и ядерной физики. Полицинский Е.В. - 82 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

82
кристаллической решетке, как бы огибают узлы решётки и проходят
значительные расстояния.
В реальной кристаллической решетке всегда имеются неоднород-
ности, которыми могут быть, например, примеси, вакансии. Неоднород-
ности обусловливаются также тепловыми колебаниями. В реальной
кристаллической решетке происходит рассеяние «электронных волн» на
неоднородностях, что и является причиной электрического сопротивле-
ния металлов. Рассеяние «электронных волн» на неоднородностях, свя-
занных с тепловыми колебаниями, можно рассматривать как столкнове-
ния электронов с фононами.
Согласно классической теории, 〈u〉 ~
T
, поэтому она не смогла
объяснить истинную зависимость
γ
от температуры. В квантовой теории
средняя скорость 〈u
F
〉 от температуры практически не зависит, так как
доказывается, что с изменением температуры уровень Ферми остаётся
практически неизменным. Однако с повышением температуры рассея-
ние «электронных волн» на тепловых колебаниях решетки (на фононах)
возрастает, что соответствует уменьшению средней длины свободного
пробега электронов. В области комнатных температур 〈l
F
〉 ~Т
–1
, поэтому,
учитывая независимость 〈u〉 от температуры, получим, что сопротивле-
ние металлов (R ~ 1/
γ
) в соответствии с данными опытов растёт пропор-
ционально Т. Таким образом, квантовая теория электропроводности ме-
таллов устранила и эту трудность классической теории.
Сверхтекучесть –
состояние квантовой жидкости (жидкого ге-
лия) при котором она без трения проникает через узкие щели и капил-
ляры. Жидкий
4
2
He
становиться сверхтекучим при
2,17 .
T K
=
Так как
4
2
He
– бозон, то при низких температурах большинство атомов переходит в
основное состояние с нулевым импульсом (бозе конденсация). Для кон-
денсата длина волны де-Бройля
h
p
λ
= → ∞
. Это значит, что за счёт ди-
фракции бозоны могут огибать любые препятствия.
Сверхпроподимость – свойство многих проводников полностью
терять сопротивление электрическому току при
К
T T
. Например, для
3
Nb Ge
критическая температура равна
23
K
. Объясняется сверхпроводи-
мость тем, что за счет взаимодействия с кристаллической решёткой
электроны (фермионы) объединяются в бозонные пары. Поэтому при
низких температурах пары испытывают бозе конденсацию. Таким обра-
зом, сверхпроводимость это сверхтекучесть электронной жидкости.

Страницы