Температу́ра Деба́я — характеристика для твердих тіл, яка має розмірність температури й визначає характер температурної залежності теплоємності твердого тіла. Встановлена Петером Дебаєм в межах розробленої ним моделі теплопровідності твердих тіл.
Фізична інтерпретація Редагувати
При температурах нижчих за температуру Дебая теплоємність кристалічної ґратки визначається в основному акустичними коливаннями й згідно із законом Дебая пропорційна кубу температури.
При температурах набагато вищих за температуру Дебая справедливий закон Дюлонга-Пті, згідно з яким теплоємність стала й дорівнює , де кількість елементарних комірок в тілі, — кількість атомів в елементарній комірці, -- стала Больцмана.
При проміжних температурах теплоємність кристалічної ґратки залежить від інших факторів, таких як дисперсія акустичних і оптичних фононів, кількості атомів в елементарній комірці і т. д. Вклад від акустичних фононів, зокрема, дається формулою
де — температура Дебая, а функція
називається функцією Дебая.
При температурах набагато нижчих за температуру Дебая, як зазначалося вище, теплоємність пропорційна кубу температури
Оцінка температури Дебая Редагувати
Формула Дебая для визначення теплоємності кристалічної ґратки виводиться з використанням певних наближень, а саме лінійного закону дисперсії акустичних фононів, нехтуванням оптичних фононів і заміни зони Брілюена сферою із рівним об'ємом. Якщо радіус такої сфери, то , де швидкість звуку, називається частотою Дебая. Температура Дебая визначається із співвідношення
Значення температура Дебая для деяких речовин наведено в таблиці.
Див. також Редагувати
Джерела Редагувати
- P. Debye. Zur Theorie der spezifischen Wärmen // Annalen der Physik. — 1912. — Т. 344, вип. 14. — С. 789-839. — DOI:.
Література Редагувати
O. Madelung (1972). Festkorpertheorie. I,II (німецька). Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag.