Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ<br />
κυψελίδας. Αρχές κβαντοµηχανικής υποστηρίζουν ότι η ενέργεια κάθε κύµατος κυψελίδας<br />
είναι πεπερασµένη και πολλαπλάσιο του hv (εκτός από µια µικρή διαφοροποίηση που καλείται<br />
ενέργεια µηδενικού σηµείου και ισούται µε hv/2), όπου v είναι η συχνότητα του κύµατος<br />
κυψελίδας και h είναι η σταθερά Planck (6.6x10 -34 Js). Αυτή η ελάχιστη ενέργεια hv ενός<br />
κβαντισµένου κύµατος κυψελίδας ονοµάζεται phonon. Ένα phonon µε συγκεκριµένη<br />
συχνότητα και µήκος κύµατος είναι ένα κύµα που εκτείνεται σε όλο τον κρύσταλλο. Η<br />
συµβολή phonon διαφορετικών συχνοτήτων, που βρίσκονται µέσα στο στερεό, προκαλεί<br />
πακέτα κυµάτων που έχουν βραχεία χωρική έκταση. Αυτά τα πακέτα κυµάτων µπορούν να<br />
θεωρηθούν ως σωµατίδια, εφόσον είναι αρκετά µικρότερα από το µέγεθος του κρυστάλλου.<br />
Χρησιµοποιώντας αυτή την εικόνα σωµατιδίου phonon το σύστηµα ελατηρίων στο Σχήµα 2.35<br />
(α) µπορεί αν αντικατασταθεί από ένα κιβώτιο µε σωµατίδια phonon, όπως στο Σχήµα 2.35 (β).<br />
Η θερµότητα σε ένα διηλεκτρικό κρύσταλλο άγεται από ένα τέτοιο αέριο phonon, όπως εκείνο<br />
στο κιβώτιο µε µόρια αερίου στο Σχήµα 2.33. Στα µέταλλα η θερµότητα µεταδίδεται τόσο από<br />
τα phonon όσο και από τα ελεύθερα ηλεκτρόνια. Όταν άτοµα συνδέονται για τη δηµιουργία<br />
ενός µετάλλου, µερικά ηλεκτρόνια των εξωτερικών τροχιών ελευθερώνονται από τα δεσµά τους<br />
µε τον πυρήνα. Αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια µπορούν να ταξιδέψουν αρκετά µακρύτερα από<br />
την απόσταση αλληλεπίδρασης µέχρι να διασκορπιστούν από άτοµα, ηλεκτρόνια ή<br />
καταναγκασµούς. Υπό αυτή την εικόνα, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια µέσα σε ένα µέταλλο<br />
µπορούν να θεωρηθούν ως αέριο – ένα αέριο ηλεκτρονίων. Η µετάδοση θερµότητας για το<br />
αέριο ηλεκτρονίων είναι παρόµοια µε αυτή που φαίνεται στο Σχήµα 2.33 για τα µόρια. Τα<br />
ηλεκτρόνια σε ένα µέταλλο ταξιδεύουν µε ταχύτητες τριών τάξεων µεγέθους µεγαλύτερες από<br />
αυτή των phonon.<br />
66<br />
(α) (β)<br />
Σχήµα 2.35: (α) Ένα σύστηµα µάζας-ελατηρίου που αναπαριστά αλληλοσυνδεδεµένα άτοµα σε<br />
ένα κρύσταλλο, και (β) µοντέλου αερίου phonon που αντικαθιστά τα στερεά άτοµα σε ένα<br />
κρύσταλλο.
Change language