Фотонный и фононный газ. Теплоемкость кристаллической решетки.
Фононный газ всегда вырожденный. Фонон- квант колебаний кристаллической решетки.
характеристическая температура Дебая.
Теплоемкость кристаллической решетки
Основной вклад в теплоемкость тв.тела вносит энергия тепловых колебаний частиц, находящихся в узлах кристаллической решетки.
1.Кл. теория теплоемкости на одну колебательную степень свободы приходится:
2.Квантовая теория теплоемкости.
Эйнштейн рассматривал кристалл как совокупность независимых квантовых асциляторов. Средняя энергия приходящаяся на одну степень. энергия на 1 степень свободы.
- температура Эйнштейна
Эйнштейн не учел взаи.кван.асциляторов.
3.Дебай
Выводы квантовой теории электропроводимости металлов. Зависимость сопротивления проводников от температуры. Сверхпроводимость.
- удельная теплопроводность Ме
Движению электронов в Ме сопоставляется некоторой волновой процесс с длиной волны Дебая.
Ид.кристаллическая решетка с неподвижными ионами не рассеивает электронные волны, т.е. не оказывает сопротивления движению электронов.
Электронные волны рассеиваются на не однородностях( не регулярностях) кристаллической решетки, а это примеси, дефекты так же тепловые колебания ионов, т.е. фононы (e рассеиваются на фононы). Таким образом, причина сопротивления Ме тепловые колебания ионов, а так же примеси и дефекты.
.
Сверхпроводимость.
|
|
Между двумя e в Ме на ряду с отталкиванием есть притяжении обусловленное электрон-фононным взаимодействием; e двигаясь по кристаллу тащит за собой волну смещенных к нему положительных ионов, т.к. у ионов возникает эф. + заряд из-за смещенных к нему ионом и к этому эффективному заряду притягивается другой e.
2e - куперовская пара возникает, только когда спины e противоположны.
Расстояния в куперовской паре в раз больше мезонных расстояний. Бозоны, куперовские пары подчинятся запрету Паули. Восновном состоянии скапливается большое число бозонов или куп.пар и энергия системы будет очень мала.
Элементы зонной теории твердого тела. Энергетические зоны в кристаллах. Заполнение зон. Металлы, диэлектрики и полупроводники с точки зрения зонной теории.
Рассмотрим объединение в кристалл. N одинаковых атомов; каждый атом имеет одно и тот же набор уровней, уровни дискретны. При сближении атомов из-за их взаимодействия место одного одинакового для всех атомов уровни образуется N близких уровней, образуется зона.
Внутренние электронные уровни возникают слабо, а внешние – сильно.
Зона, возникшая из последнего занятого уровня изолированного атома, называется валентной.
|
|
Распределение происходит не зависимо от того, заняты ли уровни или свободы. Число уровней в зоне очень велико. Расстояние между состояниями зон :
Энергия e в зоне может меняться непрерывно число разрешенных состояний в зоне ограниченно.
Случаи:
1)частично заполненная e валентная зона.
а)Щелочные Ме;
б)Щелочно-земельные Ме;
2) ;
3)диэлектрики
Зонная теория позволяет с единой точки зрения объяснить существование Ме, полупроводников и диэлектриков
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1037; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!