Cтраница 3
![]() |
Атомы в твердом теле, связанные упругими силами. [31] |
Казалось бы, что теория теплоемкости Дебая не имеет никакого отношения к рассеянию света. Мандельштам понял, что связь между двумя явлениями самая непосредственная. [32]
Для простых типов кристаллов теория теплоемкостей Дебая хорошо согласуется с опытом при низких температурах, но в области температур Т - В % теплоемкости часто лучше описываются уравнением Эйнштейна. Это связано с тем, что реальный спектр частот в низкочастотной области близок к спектру, постулированному Дебаем, а в высокочастотной области лучше передается приближением Эйнштейна. [33]
Характеристической температурой в в теории теплоемкости принято называть ту минимальную температуру, при которой & Ek, где А. [34]
Формула эта - основа теории теплоемкостей, принадлежащей Эйнштейну1, которая покоится на следующих представлениях. В твердом теле каждый атом может колебаться вокруг своего положения равновесия по всем возможным направлениям. Каждый атом обладает определенным собственным периодом колебания; при данной температуре Т он обладает энергией, выражаемой предыдущей формулой, если предположить, например, что тело заключено в оболочку, температура которой равна Т и в которой существует, следовательно, черное излучение, соответствующее этой температуре. [35]
Исчерпывающий анализ научного содержания теории теплоемкости Дебая с современной точки зрения дается, например, в замечательной монографии по теории твердого тела Пайерлса. [36]
Следующий шаг в развитии теории теплоемкости был сделан Дебаем. Дебай считал, что твердое тело состоит не из осцилляторов, обладающих одной и той же частотой, а рассматривал его как непрерывную среду и рассчитывал спектр продольных и поперечных упругих собственных колебаний на основе теории упругости. [37]
Первый шаг к улучшению теории теплоемкости твердых элементов был сделан Эйнштейном [3], который применил квантовую теорию для расчета энергии атомных осцилляторов, отказавшись от использования классического принципа равного распределения энергии по степеням свободы. Приводимый ниже вывод является несколько модернизированным, поскольку в нем иоиользуются результаты, полученные с помощью квантовой механики. [38]
В статье А. Ф. Капустинского, посвященной теории теплоемкостей ионов в растворах [155], развиты представления о возможности разделения теплоемкости ионов на две составляющие, одна из которых зависит от изменения гидратации, возникающего в результате изменения температуры. Для понимания этой составляющей тепловое движение ионов в водных растворах необходимо рассматривать в связи со структурными особенностями воды. [39]
Другое направление в развитии теории теплоемкости твердых тел представлено работами Тарасова ( см. обзор [456]), Лифшица [277, 278] и некоторых других исследователей по разработке теории теплоемкости слоистых и цепных кристаллических решеток. Однако эти теории, так же как и теория Дебая, находят практическое применение только при экстраполировании экспериментальных данных по теплоемкости к 0 К ( см. стр. [40]
Дальнейшим развитием этих закономерностей является теория теплоемкости газов. Предположим, что 1 кмоль газа ( т ц) нагревается изохорически. [41]
Не имея возможности изложить здесь теорию теплоемкостей многоатомных газов, мы на примере водорода и кислорода выясним характер зависимости теплоемкости двухатомных газов от температуры, а затем изложим основные идеи квантовой теории этого явления. [42]
![]() |
Классификация теплоемкостей. [43] |
Это соотношение имеет важное значение в теории теплоемкости и носит название уравнения Майера. [44]
Эта проблема является центральной также в теории теплоемкости, но решена она лишь для одного или двух простейших типов кристаллов; только для этих случаев можно считать, что найденный спектр представляет собой хорошее приближение к. Известно, однако, что для решения этой проблемы можно с успехом использовать приближенный метод Дебая, рассматривая колебания кристалла как колебания непрерывной среды. [45]