Взаимодействие дислокаций с дефектами.

Упругие поля напряжений дислокации и примесного атома взаимодействуют, и примесной атом испытывает со стороны дислокации притяжение.С одной стороны, от плоскости скольжения имеется область гидростатического (всестороннего) сжатия, а с другой — гидростатического растяжения. Атомы элемента, растворенного по способу внедрения, притягиваются к области всестороннего растяжения и размещаются в ней (под) краем экстраплоскости.

Энергия упругого взаимодействия точечных дефектов с краевой дислокацией имеет следующие значения: примесные атомы внедрения — 0,2-0,5 эВ; атом замещения — 0,05-0,1 эВ; вакансия — 0,02 эВ.

Влияние дефектов на физические свойства кристалла.

Дефекты структуры действительно оказывают сильное влияние на многие свойства кристаллов. К ним относятся твердость, электропроводность. Эти свойства получили названия структурно чувствительных.

Одним из типов дефектов, являются точечные дефекты, при которых недостает одного атома в узле кристаллической решетки обычно занимает таким атомом окружающие атомы медленно перемещаются в направлении к этому незанятному узлу.

 

Лекция № 8. Тепловые свойства конденсированных твердых тел.

Вопросы:

1) Теплоемкость конденсированных твердых тел.

2) Закон Дюлонга-Пти.

3) Теория теплоемкости Эйнштейна.

4) Теория теплоемкости Дебая.

5) Вывод формулы для теплоемкости, исходя из представления о фотонах.

6) Теплоемкость металлов.

7) Учет вклада свободных электронов.

8) Тепловое расширение твердых тел.

9) Теплопроводность твердых тел.

10) Теплопроводность, обусловленная атомными колебаниями.

11) Теплопроводность металлов.

12) Диффузия в твердых телах.

Теплоемкость конденсированных твердых тел.

В качестве модели твердого тела рассмотрим правильно построенную кристалличес­кую решетку, в узлах которой частицы (атомы, ионы, молекулы), принимаемые за материальные точки, колеблются около своих положений равновесия — узлов решетки — в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Таким образом, каждой составляющей кристаллическую решетку частице приписывается три колебательных степени свободы, каждая из которых, согласно закону равнораспределения энергии по степеням свободы, обладает энергией kT.

Внутренняя энергия моля твердого тела

Молярная теплоемкость твердого тела

т. е. молярная (атомная) теплоемкость химически простых тел в кристаллическом

состоянии одинакова (равна 3 R) и не зависит от температуры. Этот закон был эмпирически получен французскими учеными П. Дюлонгом (1785—1838) и Л. Пти (1791—1820) и носит название закона Дюлонга и Пти.

Закон Дюлонга-Пти.

Дюлонг Пьер Луи (1785 — 1838) и Пти Алексис Перез (1791 — 1820) — француз­ские физики. Закон, на­званный их именами, был сформулирован в 1819 г. Ученые экспериментально установили, что:

«... про­изведение удельной теп­лоемкости и атомного ве­са для простых тел в кристаллическом состоя­нии является величиной почти постоянной».

Согласно закону равнораспределения,«средняя энергия системы равна про­изведению числа степеней свободы на kT / 2».

C = = 3R.

Это соотношение носит название закона Дюлонга-Пти