ОГЛАВЛЕНИЕ Введение. 3 Глава 1. Нормальные колебания атомов решетки. 4 Глава 2. Теплопроводность кристаллической решетки твердого тела. 8 Глава 3. Фононы. Фононный газ. 10 Глава 4. Электронная теплопроводность. 13 Заключение. 17 Список использованной литературы. 18 ВВЕДЕНИЕ Тепловое движение частиц твердого тела, как конденсированной среды, отлично от движения частиц газов.
В основу теории твердого тела положена модель бесконечного идеального монокристалла. Частицы твердого тела, связанные между собой силами взаимодействия, которые зависят от расстояния, совершают колебания около положений равновесия в узлах кристаллической решетки.На основе этого и разработана теория теплоемкости и теплопроводности твердого тела. Знание величин теплоемкости и коэффициента теплопроводности твердого тела необходимо для инженерных расчетов при создании новых машин, расчете их коэффициента полезного действия, они нужны в строительстве для расчета тепловых свойств строений, их теплоизоляционных свойств.
В общем случае перенос тепла осуществляется двумя типами носителей: электронами проводимости и собственно фононами.Рассмотрим основные механизмы переноса тепла в твердом теле. ГЛАВА 1. НОРМАЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ АТОМОВ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ. Каждое нормальное колебание несет в себе энергию и импульс, а следовательно могут характеризоваться этими параметрами (энергией и импульсом). Можно доказать, что энергия отдельного нормального колебания кристаллической решетки равна энергии гармонического осциллятора, который имеет массу равную массе всех атомов кристаллической решетки участвующих в данных колебаниях и колеблющегося с частотой равной частоте нормальных колебаний, а следовательно полная энергия кристалла из N атомов равна 3N гармонических осцилляторов. Энергия каждого колебания квантована.
Минимальная порция или квант энергии колебания называется фононом.
Энергия фонона:.