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晶格振动的应用举例
晶格振动的应用举例
中子的非弹性散射
金属的热导率与电导率
离子晶体的红外光学性质
离子晶体的红外光学性质
离子晶体的特征之一：大多数离子晶体对可见光是透明的，但在远红外区域则有一特征吸收峰。
N个电子构成的系统，电子热容：
N个原子构成的系统，晶格热容：
低温金属的热容量=电子热容+晶格热容
§3.1 原子间的相互作用
§3.2 一维单原子晶格的振动
§3.3 一维双原子晶格的振动
§3.4 晶格振动的量子化及声子
§3.5 晶格的热容
§3.7 晶格振动的应用举例
§3.6 晶体的热传导
非简谐效应
在简谐近似下，格波间(即声子间)不存在相互作用，系统永远不会达到平衡，热阻为 (即热导率为0)。
所以解释热传导现象，必须考虑声子间的相互作用，即必须考虑非简谐效应。
第三章 晶体中的原子热振动：§3.6 晶体的热传导：热导率
热导率
固体的导热本领由热导率描述
若给定的样品两端温度不等，热流就会从高温端流向低温端。
能流密度Q正比于温度梯度：
第三章 晶体中的原子热振动：§3.6 晶体的热传导：热导率
晶格振动系统可以看作“声子气”系统，直接套用气体分子的热传导公式即可：
第三章 晶体中的原子热振动：§3.6 晶体的热传导：热导率
极低温区 低温区 高温区
CV
l
T3 T3 Const.
Const. Const. Const.
第三章 晶体中的原子热振动：§3.6 晶体的热传导：声子的散射机制
声子的散射机制
声子之间的散射
声子受晶体中点缺陷(杂质、空位)的散射
声子受样品边界的散射
声子之间的散射：
Gn＝0：正常过程(N过程)
Gn≠0：倒逆过程(U过程)
第三章 晶体中的原子热振动：§3.6 晶体的热传导：声子的散射机制
q2
q1
q3
N过程
q1
q2
U过程
Gn
q1+q2
Gn＝0：正常过程(N过程)
Gn≠0：倒逆过程(U过程)
对热阻无贡献！
对热阻有贡献！
q3

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