Analisis Rangkaian Elektrik - Darpublic

Phonon. Dalam analisisnya, Debye memandang padatan sebagai
kumpulan phonon karena perambatan suara dalam padatan
merupakan gejala gelombang elastis. Spektrum frekuensi Debye
yang dinyatakan pada persamaan (11.11) sering disebut spektrum
phonon. Phonon adalah kuantum energi elastik analog dengan
photon yang merupakan kuantum energi elektromagnetik.
Kontribusi Elektron. Hanya elektron di sekitar energi Fermi yang
terpengaruh oleh kenaikan temperatur dan elektron-elektron inilah
yang bisa berkontribusi pada panas spesifik. Pada temperatur tinggi,
elektron menerima energi thermal sekitar kBT dan berpindah pada
tingkat energi yang lebih tinggi jika tingkat energi yang lebih tinggi
kosong. Energi elektron pada tingkat Fermi, EF, rata-rata mengalami
kenaikan energi menjadi ( EF + kBT
) yang kemungkinan besar akan
berhenti pada posisi tingkat energi yang lebih rendah dari itu.
182
F(E)
1
T = 0
T > 0
0
0 EF E
Gb.11.1. Distribusi pengisian tingkat energi pada T > 0K
EF pada kebanyakan metal adalah sekitar 5 eV; sedangkan pada
temperatur kamar kBT adalah sekitar 0,025 eV. Jadi pada temperatur
kamar kurang dari 1% elektron valensi yang dapat berkontribusi
pada panas spesifik. Jika diasumsikan ada sejumlah (kBT/EF)
elektron yang masing-masing berkontribusi menyerap energi sebesar
kBT/2, maka kontribusi elektron dalam panas spesifik adalah
3kB
cv
elektron T
E ⎟
F
⎟
⎛ ⎞
≅
⎜
(11.19)
⎝ ⎠
dengan adalah jumlah elektron per mole. Jadi kontribusi elektron
sangat kecil dan naik secara linier dengan naiknya temperatur.
k BT
Sudaryatno S & Ning Utari, Sifat-Sifat Material (1)