2021-2022学年高二物理竞赛课件：非简谐效应

这是一份2021-2022学年高二物理竞赛课件：非简谐效应，共13页。PPT课件主要包含了晶体的状态方程，非简谐效应等内容，欢迎下载使用。

晶格振动可描述成一系列线性独立的谐振子，相互不发生作用，不能交换能量，声子一旦被激发出来，数目一直保持不变不能传递能量，不能处于热平衡。
原子间的相互作用力并非完全简谐，晶格的原子振动不能描述成为一系列严格线性谐振子，谐振子相互间要发生作用，声子与声子间将相互交换能量，某种频率的声子可以转换成另一种频率的声子，经过一段时间后，各种声子的分布就能达到热平衡。
非简谐项是使晶格振动达到热平衡的重要原因。
晶格的自由能与状态方程
U(V)——T=0时晶格的结合能,只与晶格的体积有关而和温度无关。
求和对所有支和所有q进行
假设：把布喇菲晶格看作是各向同性的连续介质，即把格波看成是弹性波，且假定纵波和横波的波速相等。
晶体体积为V，对各向同性介质中的弹性波
◇对每一支振动，波矢的数值在q～q+dq的振动模式的数目：
◇频率在ω～ ω+dω的振动模数：
◇对一q，对应3种弹性波，频率在ω～ ω+dω格波数：
对晶体中有N个原子，3N个正则频率
比热特征可由德拜温度确定
极低温度下，比热和温度T3成比例。
爱因斯坦模型与德拜模型的比较
◇爱因斯坦模型：将晶体的所有频支的色散关系简化为同一条水平直线，忽略了频率较低的声子的作用，将所有格波当作光学波来处理。◇德拜模型：针对长声学波。将格波作为弹性波处理，低温下，只有长波声子能被激发。