ВРЕМЕННАЯ ПРОЧНОСТЬ ТВЕРДЫХ ТЕЛ


 

Теория временной прочности (долговечности твердых тел) разработана Журковым и Бартеневым:

,

где u0 - теплота сублимации для металла,

γ – эмпирия;

τ – время колебания атома.


 

ЭЛЕКТРОННОЕ СОСТОЯНИЕ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

4.1 ПОНЯТИЕ ОБ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ

По сравнению с изолированными атомами, в атомах составляющих кристаллическую решетку, наблюдается ряд эмпирических явлений, наиболее существенным является расщепление энергетических уровней свободных атомов в непрерывные энергетические потоки. В изолированных атомах электроны находятся в поле, полному их энергии в пределах их подуровня равна.

В кристалле атом испытывает несимметричное воздействие соседних атомов, вследствие чего сжимается, электронные уровни отдельных атомов объединяются и образуются непрерывные энергетические полосы. Последние, в основном, образуются за счет внешних электронов.

E s, p

 

 

d, f

 


r0 r

r0 – установленное состояние твердого тела в кристаллах,

r – расстояние между атомами в кристаллах.

 

E E

 

ΔE r ΔE

 

В изолированных атомах волновой реакции не перекрываются. Для перехода электрона от одного атома к другому, необходимо преодолеть барьер ΔE. При сближении атомов при образовании твердого тела расстояние уменьшается, волновые реакции перекрываются, величина потенциального барьера уменьшается и внешние электроны приобретают способность перемещаться от атома к атому, т.е. происходит обобществление внешних электронов, следовательно передвижение электронов. Они приобретают дополнительную кинетическую (трансляционную) энергию, а также трансляционный импульс.

 

ЭНЕРГИЯ ФЕРМИ

 

Энергия электрона в атоме преобразования кристаллической решетки:

Ее кр.реш.= Е'ат - Екин,

где Е'ат < Еат (изолированного атома);

Е'ат − энергия взаимодействия ионов с атомным ядром (и соседними электронами) в атоме, входящие в состав кристаллической решетки. Неравенство Е'ат < Еат изол., должно иметь место, если в преобразовании кристаллического вещества будет иметь место выигрыш по сравнению с системой изолированных атомов;

Екин - обусловлена внешних электронов от одного атома к другому или обобществленными атомами.

Энергия Ферми – это max кинетическая энергия электронов при нуле Кельвина (при 0 К энергия колебания атомов равна 0).

s w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>">

где m – масса электрона;

p – импульс.

− это уравнение неопределенности Гейзенберга,

где Δх – это неопределенность положения частицы в пространстве,

Δр – неопределенность импульса.

В трехмерной системе уравнение Гейзенберга выглядит так:

3,

следовательно равно Ve,

L = Δх,

где L – линейный размер кристалла,

Ve – объем занимаемый электроном в пространстве импульсов.

Пространство импульсов

PZ

 

Pf

Px

 

 

Py

 

Pf – импульс Ферми;

Vф = .

Исходя из этого количество электронов, находящихся в сфере Ферми :

.

Энергия Ферми зависит от количества электронов в единице объема.

 



Дата добавления: 2021-02-19; просмотров: 346;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.01 сек.