塔曼温度

科技工作者之家 2020-11-17

塔曼温度(Tammann temperature),也称泰曼温度。 根据固体物理学的晶格动力学理论,在绝对零度下,构成固体晶格的原子/离子在其平衡位置附近振动。作为研究晶格振动与化学反应相关性的先驱之一,泰曼(Gustav Tammann)发现,随着温度上升,原子/离子在平衡位置附近的振幅越来越大,原子/离子离开平衡位置,扩散加强。

简介塔曼温度(Tammann temperature),也称泰曼温度。 根据固体物理学的晶格动力学理论,在绝对零度下,构成固体晶格的原子/离子在其平衡位置附近振动。作为研究晶格振动与化学反应相关性的先驱之一,泰曼(Gustav Tammann)发现,随着温度上升,原子/离子在平衡位置附近的振幅越来越大,原子/离子离开平衡位置,扩散加强。在较低温度下,固体发生相变,从一种固体状态变成另外一种,如果温度继续增加,温度足够大,固体融化。 固体发生相变期间,晶格中各个原子开始松动,化学反应性质更强,为了大致描述晶格的松动程度,泰曼引入温度a,a等于固体温度Ts与其熔化温度Tm(熔点)的比值,后来,为纪念泰曼,a即为泰曼温度。

a= Ts/Tm

泰曼还发现,不同固体,a值不一样的。下面是一些常见固体的泰曼温度:

金属粉末 a≈03~0.4

盐类 a≈0.57

硅酸盐 a≈0.8~0.91

固体物理学固体物理学是凝聚态物理学中最大的分支。它研究的对象是固体,特别是原子排列具有周期性结构的晶体。固体物理学的基本任务是从微观上解释固体材料的宏观物理性质,主要理论基础是非相对论性的量子力学,还会使用到电动力学、统计物理中的理论。主要方法是应用薛定谔方程来描述固体物质的电子态,并使用布洛赫波函数表达晶体周期性势场中的电子态。在此基础上,发展了固体的能带论,预言了半导体的存在,并且为晶体管的制造提供理论基础。1

绝对零度绝对零度(英语:absolute zero)是热力学的最低温度,是粒子动能低到量子力学最低点时物质的温度。绝对零度是仅存于理论的下限值,其热力学温标写成K,等于摄氏温标零下273.15度(即−273.15℃)。

物质的温度取决于其内原子、分子等粒子的动能。根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布,粒子动能越高,物质温度就越高。理论上,若粒子动能低到量子力学的最低点时,物质即达到绝对零度,不能再低。然而,根据热力学第二定律,绝对零度永远无法达到,只可无限逼近。因为任何空间必然存有能量和热量,也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的,除非该空间自始即无任何能量热量。在此一空间,所有物质完全没有粒子振动,其总体积并且为零。

有关物质接近绝对零度时的行为,可初步观察热德布洛伊波长。1

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学

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