5. Классическая теория теплоемкости Дюлонга-Пти для твердых тел, трудности теории.

Закон Дюлонга-Пти (Закон постоянства теплоёмкости) — эмпирический закон, согласно которому молярная теплоёмкость твёрдых тел при комнатной температуре близка к 3R:

Cv = 3R

где R — универсальная газовая постоянная.

6. Фононы. Распределение фононов по квантовым состояниям (распределение Бозе-Эйнштейна).

Фоно́н — квазичастица, введённая советским учёным Игорем Таммом. Фонон представляет собой квант колебательного движения атомов кристалла.

Бозе — Эйнштейна распределение, формула, описывающая распределение по энергетическим уровням тождественных частиц с нулевым или целочисленным спином при условии, что взаимодействие частиц в системе слабо и им можно пренебречь.

ni=(exp((Ei-Mi)/kT)-1)^-1

i-- набор квантовых чисел, характеризующих состояние частицы.

M - хим. потенциал.

7. Квантовая теория теплоемкости Дебая для твердых тел. Характеристическая температура Дебая.

Модель Дебая рассматривает колебания кристаллической решётки как газ квазичастиц — фононов. Эта модель правильно предсказывает теплоёмкость при низких температурах, которая, согласно закону Дебая, пропорциональна T^3. В пределе высоких температур теплоёмкость стремится к 3R, согласно закону Дюлонга — Пти.

Температура Дебая — физическая константа вещества, характеризующая многие свойства твёрдых тел — теплоёмкость, электропроводность, теплопроводность, уширение линий рентгеновских спектров, упругие свойства и т. п. Введена впервые П. Дебаем в его теории теплоёмкости.

Температура Дебая определяется следующей формулой:

Od=(h*Vd)/kb

h- постоянная Планка

Vd-максимальная частота колебаний атомов твёрдого тела

kb-постоянная Больцмана.

8. Теплопроводность твердых тел.

Теплопрово́дность — это перенос тепловой энергии структурными частицами вещества (молекулами, атомами, ионами) в процессе их теплового движения. Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.

Численная характеристика теплопроводности материала равна количеству теплоты, проходящей через материал площадью 1 кв.м за единицу времени (секунду) при единичном температурном градиенте. Данная численная характеристика используется для расчета теплопроводности для калибрования и охлаждения профильных изделий.

9. Тепловое излучение тел. Энергетическая светимость, излучательная и поглощательная способности тела. Абсолютно черное тело (ачт).

Теплово́е излуче́ние — электромагнитное излучение с непрерывным спектром, испускаемое нагретыми телами за счёт их тепловой энергии.Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания.Мощность теплового излучения объекта, удовлетворяющего критериям абсолютно чёрного тела, описывается законом Стефана — Больцмана.Отношение излучательной и поглощательной способностей тел описывается законом излучения Кирхгофа.Тепловое излучение является одним из трёх элементарных видов переноса тепловой энергии (помимо теплопроводности и конвекции).Равновесное излучение — тепловое излучение, находящееся в термодинамическом равновесии с веществом.

Энергетическая светимость тела -Rt- физическая величина, являющаяся функцией температуры и численно равная энергии, испускаемой телом в единицу времени с единицы площади поверхности по всем направлениям и по всему спектру частот.

Поглощающая способность тела — функция частоты и температуры, показывающая какая часть энергии электромагнитного излучения, падающего на тело, поглощается телом в области частот.

Абсолютно черное тело — это физическая абстракция (модель), под которой понимают тело, полностью поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение

Мощность излучения единицы площади поверхности тела в единичном интервале частот называется излучательной способностью тела.