Молекулярная физика. Термодинамика. Шишлянникова Л.М. - 43 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

42
энергетическое состояние тела при
0=T
K
тоже будет особым
состоянием движения – так называемое нулевое движение. Особенность
нулевого движения состоит в том, что оно не имеет дискретных
характеристик, квазичастицы при этом как бы отсутствуют.
Свойства твердого тела определяются не только свойствами его
частиц и квазичастиц, но и характером нулевого движения. Совокупность
динамических свойств квазичастиц в кристалле и характер его основного
состояния (нулевого движения) образует то, что принято называть
энергетическим спектром твердого тела.
Дискретность дебаевских тепловых волн проявляется при
температурах ниже характеристической температуры Дебая
Θ
,
определяемой соотношением
k
h
max
ν⋅
=Θ
,
где
max
ν
– максимальная частота тепловых колебаний частиц,
свойственных данному твердому телу;
k
– постоянная Больцмана. По
порядку величина
(
)
K
32
1010
÷≈Θ
.
Таким образом характеристическая
температура Дебая является температурным рубежом, ниже которого
начинает проявляться квантовый характер тепловых волн.
Исследуя теоретически с позиций квантовой теории вопрос о
внутренней энергии кристаллов, Дебай нашел, что при температурах,
близких к абсолютному нулю, внутренняя энергия твердого тела
пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры
,TU
4
α=
где
α
– постоянный множитель, зависящий от природы кристалла.
Из этого соотношения можно найти выражение для теплоемкости
3
4 T
dT
dU
C α==
,
где
3
4
5
3
Θ
=
R
π
α
,
Θ –
характеристическая
температура Дебая.
Следовательно, вблизи абсолютного нуля теплоемкость твердого
тела пропорциональна кубу абсолютной температуры. Эта закономерность
носит название закона кубов Дебая. Область применения закона кубов

Страницы