材料的熱性質

在遠低於德拜溫度的溫度下,絕緣體晶體的比熱(晶格比熱)如何隨溫度變化?

  1. A與溫度無關,幾乎一直固定為3R
  2. B與溫度的3次方成正比而變小
  3. C與溫度的一次方成正比而直線變小
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正確答案:B. 與溫度的3次方成正比而變小

晶格振動的能量是量子化的,振動的能量單位 ħω 大於 kT 的振動幾乎不會被激發。在遠低於德拜溫度的溫度下,被激發的只有能量低的長波長聲學聲子,其數目隨溫度增加,因此晶格比熱與 T³ 成正比(德拜T³定律)。幾乎固定為3R,是與德拜溫度相當或更高之高溫下的古典極限,相當於Dulong-Petit定律。與溫度成正比的比熱,是金屬傳導電子造成之電子比熱的特徵,這是因為只有費米能階附近的電子會被熱激發。

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