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
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
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. Алюміній 429 K Кадмій 186 K Хром 610 K Мідь 344.5 K Золото 165 K -Залізо 464 K Кремній 640 K Срібло 225 K Тантал 240 K Олово (біле) 195 K Титан 420 K Вольфрам 405 K Цинк 300 K Алмаз 2200 K NaCl 280 K Свинець 96 K -марганець 476 K Нікель 440 K Платина 240 K Лід 192 K KBr 180 K
Див. також
Теплоємність твердого тіла Теплоємність електронного газу
Джерела
Література