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1、回顾晶格比热的模型,杜隆-柏替定律,爱因斯坦模型,德拜模型,实验规律:室温或更高温度段Cv=3NkB;低温段符合T3规律;零点T趋近于零时,Cv趋近于零。,理论模型:,弹性波的色散关系(q)(q)=Cq晶格振动的色散关系(q)不同体系不同结论,(q),德拜近似,q关系,3-9晶格振动模式密度,为准确地求出晶格热容及它与温度的变化关系,必须较准确的办法计算出晶格振动的模式密度(或称频率分布函数)。一般来说,与q之间的关系是复杂的,除非在一些特殊情况下,得不到g()解析表达式。,模式密度的定义及计算方法,1、定义:单位频率间隔内的模式数目,用g()来表示。2、计算方法:若设n=g()表示到+范围内
2、的晶格振动模式数,则定义:(1)n=(q空间中格波分布密度)(频率为q到q+q的等频面间的体积);(2)q空间中格波分布密度分别为:,一维:二维:三维:,晶格振动模式密度g()的一般表达式,考虑三维情况,写出一般表达式。,3、举例求解g(),例一、一维单原子链的g()。,已知:L=Na,q分布密度为L/2;,例二、Debye模型的计算,例三、给定=Cq2,求一维、二维及三维情况的g(),解:(1)三维情况q空间的等频面为球面,球半径为,例三,解:(2)二维情况q空间的等频面为圆形,圆半径为,例三,解:(3)一维情况q空间有两个等频点;,可见,在三维、二维和一维情况下模式密度函数分别与的1/2,0,-1/2次方成比例。,4、范霍夫奇点,例:一维单原子情况分析,一维单原子情况:,当m=时,将会如何呢?,范霍夫奇点定义,一维单原子情况:,显然:当 m时,g()。即 m为一维单原子情况的范霍夫奇点。,定义:在(q)对q的梯度为零的点,(q)显示出某种奇异性,即,称这样的点为范霍夫奇点(又称临界点),例如:一维单原子情况的范霍夫奇点。,一维单原子情况的范霍夫奇点,一维双原子情况分析,