23.)Квантовая теория теплоёмкости твёрдых тел

Элементы классической теории теплоёмкости.

Теория Эйнштейна: излучение можно представить состоящим из большого числа частиц, каждая из которых, обладая квантом энергии, движется в пространстве со скоростью света в вакууме м/с.

Теория Дебая: теория, описывающая колебания кристаллической решётки и обусловленные ими термодинамические свойства твёрдого тела.

Фотонный газ – излучение, находящееся в равновесии со стенками полости, в которой оно заключено.

Сверхтекучесть - вещество в особом состоянии (квантовой жидкости), возникающем при понижении температуры к абсолютному нулю (термодинамическая фаза), при котором оно приобретает способность протекать через узкие щели и капилляры без трения.

24.)Элементы квантовой теории металлов

Ниже критической температуры наблюдается сверхпроводимость, т.е. .

Нет изменения нет взаимодействия – перехода на другой уровень.

В металлах:

Эффект Мейсснера: магнитное поле не проникает сквозь толщу сверхпроводника.

Эффект Джозефсона: протекание сверхпроводящего тока через тонкий слой диэлектрика, разделяющий два сверхпроводника.

25.)Зонная теория строения твёрдых тел

Зонная теория твердых тел: квантовомеханическая теория движения электронов в твёрдом теле.

В соответствии с квантовой механикой свободные электроны могут иметь любую энергию — их энергетический спектр непрерывен. Электроны, принадлежащие изолированным атомам, имеют определённые дискретные значения энергии. В твёрдом теле энергетический спектр электронов существенно иной, он состоит из отдельных разрешённых энергетических зон, разделённых зонами запрещённых энергий.

Металлы, диэлектрики и полупроводники по зонной теории:

• проводники — зона проводимости и валентная зона перекрываются, образуя одну зону, называемую зоной проводимости, таким образом, электрон может свободно перемещаться между ними, получив любую допустимо малую энергию. Таким образом, при приложении к твердому телу разности потенциалов, электроны смогут свободно двигаться из точки с меньшим потенциалом в точку с большим, образуя электрический ток. К проводникам относят все металлы.

• диэлектрики — зоны не перекрываются и расстояние между ними составляет более 3.5 эВ. Таким образом, для того, чтобы перевести электрон из валентной зоны в зону проводимости требуется значительная энергия, поэтому диэлектрики ток практически не проводят.

• полупроводники — зоны не перекрываются и расстояние между ними составляет менее 3.5 эВ. Для того, чтобы перевести электрон из валентной зоны в зону проводимости требуется энергия меньшая, чем для диэлектрика, поэтому чистые (собственные, нелегированные) полупроводники слабо пропускают ток.