Критичні індекси — числа, які характеризують залежність термодинамічних величин і параметрів флуктуацій від температури і зовнішнього поля в околі фазового переходу.
Фізична природа Редагувати
При фазових переходах термодинамічні потенціали або похідні від них є розривними функціями своїх параметрів. Детальне дослідження поведінки цих величин в околі фазового переходу, їхньої залежності від температури та інших параметрів, дає можливіть отримати інформацію про стан речовини і про природу та механізм фазового переходу. В околі фазового переходу зростає величина та роль флуктуацій в термодинамічній системі. Це призводить до таких явищ, як наприклад, критична опалесценція — помутніння рідини при наближенні до критичної точки.
Критичні індекси позволяють описати характер особливостей в залежностях термодинамічних параметрів від температури, зовнішнього поля, а також локальне упорядкування речовини, яке можна охарактеризувати кореляційною функцією.
Зважаючи на малий інтервал температур поблизу температури фазового переходу, для яких визначені критичні індекси, і степеневі залежності, експериментальне визначення критичних індексів не дуже точне. Якщо для конкретного фазового переходу існують логарифмічні залежності, то експериментально їх визначити неможливо.
Визначення Редагувати
Усього розрізняють 8 критичних індексів. Усі залежності апроксимуються степеневими фунціями.
Критичний індекс α Редагувати
Температурна залежність теплоємності речовини має особливість в точці фазового переходу, яка характеризується критичним індексом
де — теплоємність при сталому тиску, — температура, — критична температура.
Критичний індекс β Редагувати
Температурна залежність параметра порядку в низькотемпературній фазі визначає критичний індекс :
У високотемпературній фазі параметр порядку дорівнює нулю.
Критичний індекс ν Редагувати
Залежність кореляційного радіусу від температури визначає індекс
Критичний індекс ζ Редагувати
Залежність кореляційної функції для флуктуацій від віддалі r при малих віддалях визначає критичний індекс
де d — розмірність простору. У випадку тривимірного простору d = 3.
Критичний індекс γ Редагувати
Залежність сприйнятливості від температури визначає критичний індекс .
Критичний індекс ε Редагувати
Залежність теплоємності при сталому тиску від зовнішнього поля h визначає критичний індекс .
Критичний індекс δ Редагувати
Залежність параметра порядку від зовнішнього поля h визначає критичний індекс .
Критичний індекс μ Редагувати
Залежність кореляційного радіусу від зовнішнього поля h визначає критичний індекс .
Співвідношення між критичними індексами Редагувати
Критичні індекси не є незалежними один від іншого, оскільки вони описують той самий фазовий перехід. Між ними існують точні співвідношення
Враховуючи ці співвідношення, тільки три з восьми індексів є незалежними.
Значення Редагувати
Найточнішим експериментальним значенням для критичного індексу є для переходу гелію в надплинний стан.
| Це незавершена стаття з фізики. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |