Théorie quantique de la capacité thermique des solides

July 7

Théorie quantique de la capacité thermique des solides


La capacité thermique d'une substance est une propriété qui mesure la quantité d'énergie nécessaire pour chauffer une certaine quantité d'un solide par une unité de réglage de la température. La théorie quantique aide se rapproche de la capacité observée mieux que la plupart des modèles.

Les premiers modèles

Les premiers modèles pour décrire la capacité de traitement thermique d'une substance solide comme une collection d'atomes dans une structure en treillis à trois dimensions. En termes plus simples, il envisageait solides comme une collection de boules reliées par des ressorts dans la forme d'un cube. La chaleur introduite dans le matériau a été modélisé sous forme de vibrations de ces ressorts.

Limites du modèle Early

Le premier modèle était bon à bien des égards, la création de modèles précis de capacité thermique à la température ambiante et au-dessus. Cependant, à des températures plus basses, le modèle a échoué parce qu'elle n'a pas tenu compte de la façon dont la matière fonctionne vraiment. Il suppose que tous les «ressorts» vibraient le même à chaque température. Ce n'était pas le cas.

Théorie des quanta

Albert Einstein a modifié le modèle précédent pour tenir compte du mouvement des atomes à des températures plus basses. L'utilisation d'une partie de la théorie quantique connue comme Plank constante, ses calculs ont représenté la résistance à la capacité de la chaleur comme un solide refroidit. Dans sa version, les «ressorts» entre les atomes deviennent plus rigides et plus difficiles à faire vibrer comme refroidi le solide. La théorie quantique de la capacité thermique est également connu (pour des raisons évidentes) que la théorie d'Einstein.


          

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