Квантовая теория теплоёмкости

Квантовая теория теплоёмкости. Квантовая теория теплоёмкости, накладывающая условия квантования колебательной энергии элементов кристаллической решётки, объясняет температурную зависимость теплоёмкости твёрдых тел и даёт ряд соотношений, хорошо совпадающих с опытом. Наиболее важными являются формула Дебая и формула Эйнштейна для теплоёмкости простого твёрдого тела при постоянном объёме [c.318]

К кон. 19 в. Ф. считали почти завершённой. Казалось, что все физ, явления можно свести к механике молекул (или атомов) и эфира. Эфир рассматривался как механич, среда, в к-рой разыгрываются эл.-магн. явления. Лорд Кельвин обращал внимание лишь на два необъяснимых факта отрицат, результат опыта Майкельсона по обнаружению движения Зе.мли относительно эфира и непонятную с точки зрения молекулярно-кинетич. теории зависимость теплоёмкости газов от темп-ры. Однако именно эти факты явились первым указанием ка необходимость пересмотра осн. представлений Ф. Для объяснения этих и множества др. фактов, открытых впоследствии, понадобилось создание теории относительности и квантовой механики. [c.313]

Особенно большую роль сыграла квантовая статистика в построении Ф. твёрдого тела. Зонная теория твёрдого тела позволила объяснить деление твёрдых тел на проводники, полупроводники и диэлектрики, а также их осн. свойства (электропроводность, теплоёмкость и т.д.). Получило объяснение явление ферромагнетизма и антиферромагнетизма, а в 1957 создана теория сверхпроводимости, обнаруженной ещё в 1911. Открытое в 1938 П. Л. Капицей явление сверхтекучести жидкого гелия также получило объяснение в рамках квантовой статистики. [c.317]

Введение. В глаье 1 мы видели, что при понижении температуры удельная теплоёмкость почти всех простых твёрдых тел монотонно убывает, стремясь к нулю при приближении температуры к абсолютному нулю. Классическая теория не объясняла этот факт сколько-нибудь удовлетворительно. Качественное объяснение его Эйнштейном ) на основе квантовой теории явилось одним из первых успехов этой теории. Эйнштейн считал (что делалось и до него), что простой кристалл может рассматриваться как совокупность атомных осцилляторов эти осцилляторы колеблются с одной и той же собственной частотой. Кроме того, он предположил, что разрешённые энергетические уровни этих осцилляторов являются целыми кратными Ау, где V — частота колебаний, а А — постоянная Планка. В классической механике энергетический спектр принимался непрерывным, что вместе с классической статистической механикой приводило при всех температурах к закону Дюлонга и Пти. Применяя теорему Больцмана к постулированной совокупности квантовых осцилляторов, Эйнштейн нашёл, что качественно можно объяснить наблюдаемое спадание удельной теплоёмкости. [c.113]

Законы К. м. составляют фундамент наук о строении вещества. Они иозволили выяснить строение электронных оболочек атомов и расшифровать атомные и молекулярные снектры, установить природу хим. связи, объяснить периодич. систему элементов Менделеева, понять строение и свойства атомных ядер. Поскольку свойства макроскопич. тел определяются движением и взаимодействием частиц, из к-рых они состоят, законы К. м. объясняют многие макроскопич. явления, напр. температурную зависимость и величину теплоёмкости макроскопич. систем (газов, твёрдых тел). Законы К. м. лежат в основе теории строения твёрдых тел (металлов, диэлектриков, полупроводников) и её многочисл. техн. приложений. Только на основе К. м. удалось последовательно объяснить магн. свойства веществ а создать теорию ферромагнетизма и антиферромагнетизма. К. м. естеств. образом решила ряд проблем классич. статистич. физики, напр, обосновала теорему Нернста (см. Третье начало термодинамики), разрешила Гиббса парадокс. Важное значение имеют макроскоиич. квантовые эффекты, проявляющиеся, [c.273]

Динамич. теория кристаллич. решёток разработана в нач. 20 в. В 1907 А. Эйнштейн (А. Einstein) с помощью модели кристалла как совокупности квантовых гармонич. осцилляторов одинаковой частоты объяснил наблюдаемое падение теплоёмкости Т. т. при понижении темп-ры. Этот факт находился в противоречии с Дюлонга и Пти законом. [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...