Амплитуда - тепловое колебание - атом
Cтраница 4
Константы изотропных тепловых колебаний В, или анизотропных колебаний ( brs) j, входящие в выражение для температурного фактора TJ при атомных амплитудах, имеют физический смысл среднеквадратических значений амплитуд тепловых колебаний атомов. При относительно низкой точности эксперимента и недостаточно высоком уровне учета побочных факторов такое содержание констант В / и ( brs) j остается лишь номинальным. Фактически же они аккумулируют основную долю систематических погрешностей измерения и обработки интенсивности отражений, освобождая от этих погрешностей те компоненты структурных амплитуд, которыми определяются координаты атомов. [46]
Природа процессов, происходящих при деформации тонких проволок, изучена мало. Известно [35], что при деформации металлов и сплавов в упругой зоне происходит изменение межатомных расстояний, что приводит к изменению силы взаимодействия между атомами. Амплитуды тепловых колебаний атомов в кристаллической решетке также изменяются, что приводит к изменению среднего времени свободного пробега и соответственно к изменению подвижности электрона, являющегося носителем тока в металлах и сплавах. [47]
 |
Схема ориентации кристаллических решеток отдельных зерен для свариваемых частей из одного металла. [48] |
Применение нагрева в корне меняет рассмотренную картину соединения металлов при низких температурах. Нагрев снижает твердость и повышает пластичность металла. Возрастает амплитуда тепловых колебаний атомов и число атомов, которые покидают свои положения в кристаллической решетке, образуют вакансии и свободно странствуют по объему металла. Падает величина напряжений, возникающих при сварке. Резко повышается скорость диффузии, причем атомы получают способность диффундировать не только по объему металла, но и через слой оксидов и тонкие зазоры между поверхностями. Разрушаются пленки на поверхности металла: жировые выгорают, окисные частично растворяются в металле. Благодаря этому отпадает необходимость тщательно зачищать металл. Диффузия приобретает особо важное значение, так как расширяет зону соединения и делает ее объемной. [49]
Выше указывалось, что атомы элементов IV группы германия и кремния, кристаллизующиеся в решетку типа алмаза, связываются друг с другом гомеополярными связями. Связь такого типа обладает наиболее высокой прочностью. Поэтому в решетке типа алмаза амплитуды тепловых колебаний атома особенно малы. Это, а также и другие обстоятельства обусловливают высокую подвижность носителей тока в германии и кремнии. [50]
В области криогенных температур, а к ним относятся значения температуры менее 70 К, когда тепловые колебания атомов очень малы, у полупроводников начинает проявляться ряд эффектов, при обычных температурах замаскированных тепловым движением атомов решетки. При изменении температуры меняется ширина за-прешенной зоны полупроводников, причем довольно сложным образом. Это связано, во-первых, с уменьшением амплитуды тепловых колебаний атомов решетки при охлаждении и, во-вторых, с изменением межатомных расстояний. Вследствие действия первой причины ширина запрещенной зоны увеличивается с уменьшением температуры. Вторая причина может приводить как к увеличению, так и к уменьшению ширины запрещенной зоны. У большинства полупроводников ( германий, кремний, соединения / lraBv) ширина запрещенной зоны с уменьшением температуры растет, а у теллу-рида свинца - уменьшается. [51]
Коэффициент g в формулах ( 38, 38а) называется коэффициентом ангармоничности колебаний. Чем больше коэффициент g и амплитуды колебаний х, тем больше значение второго члена в ( 38), тем больше колебания отклоняются от простого гармонического закона и взаимодействуют друг с другом и тем меньше теплопроводность кристалла. В кристаллах с ионным характером связи ангармоничность колебаний значительно больше, чем в ковалентных кристаллах, поэтому теплопроводность в первом случае обычно бывает меньше, чем во втором. Амплитуда тепловых колебаний атомов растет с ростом теплосодержания кристалла или, иными словами, с ростом числа фононов. [52]
Рассеяние возможно только в случае негармонических волновых движений, когда сгущения и разрежения, создаваемые волной, настолько значительны, что они уже не подчиняются закону Гука о пропорциональности между напряжением и деформацией. Только в этом случае в отдельных участках упругой волны может измениться скорость звука, определяемая отношением модуля упругости к плотности тела. От таких флуктуации плотности, выходящих за пределы справедливости закона Гука, встречная волна может частично отразиться или изменить направление своего распространения. Амплитуды тепловых колебаний атомов твердого тела действительно гораздо сильнее изменяют их взаимные расстояния, чем те упругие деформации, которые мы обычно создаем, сжимая или растягивая его. Поэтому представление о значительной ангармоничности тепловых упругих волн атомных размеров казалось достаточно вероятным, чтобы привлечь его к объяснению явления теплопроводности. [53]
Авторы работы [93] рассматривают сдвиговые явления в кристаллитах, когда прилагаемое напряжение вызывает сдвиг в кристаллите по базисным плоскостям. Повышение температуры увеличивает амплитуду тепловых колебаний атомов в направлении, перпендикулярном базисным плоскостям, что также препятствует относительному сдвигу плоскостей. [54]
Связанные с наличинем нанонеоднородностей низкоэнергетические особенности колебательных спектров стекол могут существенно влиять на свойства стекол не только при низких, но и при высоких температурах вплоть до температуры затвердевания стекла. К таким свойствам относятся те, для которых влияние низкоэнергетической плотности колебательных состояний усилено по сравнению с областью спектра вблизи дебаев-ской частоты. Например, вклад низкоэнергетических фононов в величину среднеквадратичных тепловых колебаний атомов усилен пропорционально обратному квадрату частоты колебаний. В результате, как показано в [23], наличие в стеклах избыточной плотности колебательных состояний, составляющей примерно 10 %, увеличивает амплитуду тепловых колебаний атомов на 30 - 40 % по сравнению с кристаллическим материалом, имеющим ту же температуру. [55]
Страницы: 1 2 3 4