1.1晶格热振动课件.pptVIP

第一章 材料的热学性能;查;1.1晶格热振动(基础知识，主要引出声子的概念） 1.2材料的热容 1.3材料的热膨胀 1.4材料的热传导 1.5材料的热稳定性 ;1。晶格振动的物理图像 晶体内的原子并不是在各自的平衡位置上固定不动的。 由于热运动，各原子离开了它们的平衡位置，由于原子间的相互作用，有回到平衡位置的趋势。这两个矛盾相互作用的结果，使每个原子在平衡位置附近作微振动。 材料各种热学性能的物理本质，均与其晶格热振动有关。; 。;两原子间的互作用势能因原子微振动而由平衡时的U(a)变为U(a+δ)。 因为是微振动，δ很小，所以将U(r)在平衡点a附近，按泰勒级数展开，得： 简谐项： 非简谐项：;δ很小，势能可近似为 两原子间相互作用力F为： 原子做简谐振动时，可以用量子力学中谐振子的简谐运动描述其振动特性; ;设方程组的解是一振幅为A，角频率为?的简谐振动 ：;方程组解的意义： 晶格中各个原子间的振动相互间都存在着固定的位相关系，也即在晶格中存在着角频率为?的平面波，这种波称为格波。 一个格波解表示所有原子同时做频率为?的振动，不同原子之间有位相差。;3。一维复式格子的情形;有两组简谐振动的运动方程，导致有两组色散关系： ;4。声学波和光学波 ;声学波：格波类似于弹性体中应变波，两种原子振动方向相同，反映晶格原子的整体运动。 光学波：频率往往在红外光区，两种原子振动方向相反，反映晶格原子的相对运动 。;5。波矢q取值的范围 在色散关系中q是否可以任意取值？ 边界条件使得波矢q只能取N个不同的值，N是原胞的数目。 由N个原胞组成的晶体，晶格振动波矢q的数目=晶体原胞数； 晶格振动频率的数目（格波数）=晶体的自由度数。;例如： 一维复式格子，有2个原子，如果晶体中含有N个原胞，自由度是2N，则有2个色散关系，2N个格波，N个波矢。 金钢石结构，3维格子，一个原胞中有2个原子，自由度是6N，则有3×2＝6个色散关系，3×2N＝6N个格波，N个波矢。;在固体物理中为了计算方便，通常选取反映晶格周期性的原胞，该原胞是最小重复单元。也可称固体物理原胞。 结晶学中为了反映晶格周期性和对称性，通常取最小重复单元的几倍作为原胞，也称布拉菲原胞（你们所学的晶胞）。;6。格波的能量;因此可以得到结论： 可以用独立简谐振子的振动来表述晶体中格波的独立模式。 晶格振动的总能量表述为格波的独立模式能量之和。;三维晶格振动的总能量为 ：;声子;7。统计力学概要;速度分布函数 ： f(?) = dN/(Nd?) ;?玻尔兹曼( Boltzman )分布(经典统计) ：;量子统计学;玻色-爱因斯坦统计分布 ;声子：服从玻色-爱因斯坦统计分布，在温度为T的热平衡中，一个声子模式的占据数是： 晶格振动的总平均能量: ;8。热力学定律和函数;?吉布斯函数G： G = F + PV;AMK显卡显存 散热片分为两种型号，它们分别是CO－W45－10W／4型和CO－W48－20W／4型。散热片的尺寸大概都是20mm×20mm，其高度分别为10mm和20mm。散热片由切得很精细的铝片构成，每边都是由九个铝片做成的两个滚条组成。; 红外探测即探测目标自身的红外发射特征，降低目标的温度和发射率是达到红外隐形的关键所在。通常降低温度的隐形措施较多，如飞机采用高函道比的涡轮风扇发动机，坦克采用绝热式发动机，发动机采用特殊燃料以降低红外辐射或改变红外辐射波长，采用吸热、隔热材料和涂料，采用闭合环路冷却的控制系统等。;莫来石轻质断热砖