Я.И. Френкель - Кинетическая теория жидкостей (1108150), страница 126
Текст из файла (страница 126)
Френкель понял фундаментальную роль вакантных ' (пустых) узлов в кристаллической решетке. Вакансия уже в первых его .'работах приобрела значение «атома пустоты» — алементарного нарушеиня оплошности твердого тела. В движении атомов твердого тела (как собственяых, так и чужеродных — примесных) вакансии важны, так , кян переметцение на вакантный узел значительно более вероятно, чем перемещение в пространстве между атомамп (в междоузлия). Движение атомов в твердом теле воспринимается как движение (в противоположном направления) вакансий, а перемещение отдельной вакансии — как элеМентарный акт такого движения. Перемещение вакансий по кристаллу ,.мбжет происходить двумя путями: либо классическим термоактивацион..
ным путем (соседствующий с вакансией атом благодаря тепловой флуктуа-'ции «перепрыгивает» через барьер, отделяющий его от пустого узла ретпетки к), либо благодаря туннельному подбарьерному «просачиванию» ,; вакансий (точнее говоря, атомов) сквозь потенциальный барьер. Из-за ,этого квантовомеханического процесса вакансия пе может быть, строго .Мпоря, локализована на определенном узле кристаллической решетки. Ве движение следует описывать «на языке» зонной теории, согласно которому вакансия — кпааичастица (вакансион) со всеми атрибутами, ':.причитающимися элементарному возбуждению кристалла (квазиимпульсом, законом днсперсии и т. д.д 'Необходимость квантовогоподхода к описанию движения вакансий .'.(и примесных атомов) в кристаллах обусловлена выполнением определен,' ных условий: во-первых, скорость вакансиона должна быть аначвтельно больпте средней скорости «надбарьерпого» перемещения вакансии; во'::.
'вторых, необходимо, чтобы длина свободного пробега вакансиона была аиачительно больше среднего расстояния между атомами (в противном случае нн о какой квазичастнце речи быть не может). Как правило, второе условие более жесткое. Оба оки реалиауются при низких температу:рах„хотя и отнюдь не для всех кристаллов. Так как возможность введе- .Ияя вакансионов связана с туннельным «просачивание»т», естественно, , ' 'что вероятность туннельного перехода тем более велика, чем атомы кристалла легче.
Работами последних лет ** надежно установлено, что в твер.дом гелии вакансии и примесные атомы ведут себя как квазичастмцы. Кроме аномальной зависимости коэффициента диффузии от температуры (коэффициент диффузии не обращается в нуль при стремлении температуры к абсолютному нуттю) квантовый характер движения вакансий проявляется в том, что основным состоянием кристалла при ут'=О'К может оказаться решетка с растворенным в ней газом вакансио- «Заслугой И. И.
Френкеля является скалка такого мехапкзма двиктеккя в зычксленке вероятности «прыжксэ». «* См., например, (9). нов, При этом, естественно, каждая вакансия полностью делокализовава, так что кристалл сохраняет свою строгую периодичность, однако его плотность яесколько меныпе, чем следует иэ простых геометрических соображений. Такое состояние твердого тела получило название квантового кристалла.
Квантовые кристаллы обладают свойствами, сближающими их с жидкостями. В частности, в квантовых кристаллах, по-видимому, может наблюдаться оверхтекучее движение. В исследованиях квантовых кристаллов пересеклись две линии раз вития современной фиаики твердого тела.
Обе они берут свое начало в пиопсрских работах Я. И. Френкеля. д!ИТЕРАТЪ РА 1. 1. Ргеп1««1, Е. РЬуа., 35, 652, 1926. 2. 1. Ртепйс1, РЬуе. Ке«., 37, 17, 1931. 3. 7. р г е и Ь с 1, РЬуе. Кс«., 37„1276, 1931. 4. Я. И. Ф эски ель, 7КЭТФ, 6, 647, 1936,» 5. р. В,1О с Ь, 2. РЬуа., 52, 555, 1928. 6. 1. Т а тп ш, Е. РЬуе., 60, 352, 1930. 7. И, И. Ф р оп к е л ь. Волновая механика, ч. 1. Л.
— М., 1933. 8. В. И. Ф р е к к е а ы В кп.: Труды ХП1 Международного конгресса по истории пауки. Ссхцпп 6. М„, 1974, стр. 102. 9.В„Н.Грктсрьсв, Б.Н.Всельсск, В.А.Махе«э. ИпсьмаэЖЭТФ, 18, 289, 1973; )КЭТФ, 64, 608, 1973. «Работы Я, И. Френкеля (1 — 4) э пер«кодс ва руссккй каык помп«цепы э сто «Ссбравкк набранных трудов», т. П, Л.— М„1958, см. соотастстэепкс стр. 254, 126, 157, 182.
Рэлееление 4, Дырочкая теория диффуаип и вяакости жидкостей, :. Вюшо-уаругие явлеиия, зависящие от структурных измеаевий в жидкости . 6. Термическая теория вяэко-упругости газов и жидкостей (Ккеэер) 7. Обобщекие уравяеиий теории упругости аморфных тел с учетом эффектов вяакости . 8. Примеиеиие общей теории к распростравепкю колебаиий в аморфяых телах 9. Гпперэвукоеые волны в тепловом двкэ екав твердых и яшдких тол и обусловлепкое ими свегорассеявие ОГЛАВЛЕИИЕ Стр. 5 Предисловие 2Б5 'Глава 4 $ 1Б Глава п стах 4 1. 2.
21 283 263 27 40 52 58 295 304 312 74 82 89 314 351 Глава гэ е с т а я. Поверхяостпые явлепвя 122 122 1. Поэерхяоствое натяжение жидкостей и его эавксямость от темпь ратуры 2. Мокомолекуляриые эдсорбироваваые слои . 3. Полямолеяуляраые плевки (термодиаамвческая теория) . 4. Молекулярко-кипетяческая теория жидких пленок 5 Сведение сил сцеалеквя меяшу молекулами к их поверхностной эвергиэ и прамекевие этого методак вопросам распределекия молекул в растворах . 6. Ориеитацая молекул э поверхкостком слое жадностей в электро капилляркые явлекия .. 351 359 367 377 127 135 142 188 Глава с е д ь ы а я. Квпетика фвэовых превращевий 194 199 205 214 1. Термодияамическая и кинетическая теории конденсации пересыщеяного пара . 2.
Метастабильиые состояния и гетерофаэаые флуктуации э паре вблпзв точки касыщеипя 3. Общая теория гетерофаэвых флуктуаций а предаереходяых яэлеаэй 4. Киветика процесса конденсации и других фазовых аревращеавй в метастабильвых системах 5. Роль твердых поверхкостей и постороквпх колловдвых частим в процессах навигации и конденсации Б. Кияетика процессов кристаллизации э расплавах и растворах 417 425 221 221 224 445 453 а е р в а я. Реальвые кристаллы при высоких теэшературах 1.
Испарение кристалличесиих тел . 2. Мехавиэм вроцессов диссоциацип и дыркообразовакая в кристаллах 3. Зависимость степеиидиссоциации кристаллической решетка от температуры и давлекия 4. Какетпка структурных нарушений и тепловое движеиие иарупштелев порядка в кристаллах .. 5. Самодиффуэия и диффуаия примесей в кристаллах . 6. Нарушения порядка в бииарвых иоввых кристаллах 7. Электропроводиость иоиаых кристаллов 8.
Электроивая проводимость и оптические свойства ионных кри- сталлов Г-л а в а в т о р а я. Нарушеквя порядка в смегаэвиьш и меаекуляркых кри 1. Порядок и беспорядок в расположекии атомов в бииараых салавах (пвтерметалляческих соединениях) 4 2. Дальний и блюквий порядки . $3. Усоверагенстэовакие теории Врэгга — Виллиамса .
$4. Общая термодивампческал теория явлений, свяэаякых с пэмекекесм степени порядка 4 5. Ориеятациовяый порядок в дипольяых кристаллах . Г'л а в а т р е т ь я. Свойства жидкостей и механизм плавлеивя 4 1. Соотношение меькду твердым и жидким состоивиями . $2, Оцеика влияиия иэмекевий объема и температуры па свойства твердых и нсидких тел. Мехаппэы влавлеяая $3. Дырочкые и диссоциативвые схемы процесса алаэлеаия 4.
Влшккий ворядок в жидкостих как результат еструктурвой диффузпвэ кристаллической решетки (Приво) 4 5. Зависимость структуры жидкости от свободкого объема; теория Кирквуда 4 6. Уравиеаве состояиия кристаллических тел а плаалевке . $7. Температуряая аависвмость твердоста (модуля сдвига) кристаллической решетки 4 8. Термодинамика отяосительио устойчивых состояний твердых и жкдкг(Х тел . $9.
)Кидкости в твердообраэком состоянии 4 10. Дырочиая теория жидкого ссстоякия $11. Жидкости в гаэоподобком состояиии Г л а я а ч е т в е р т а я. Тепловое движеяке в жцхкостях и их механические свовства..... 1. Тепловое движение в простых (уаарвых) жидкостях . э 2. Вязкость простых жидкостей . 4 3. Мехавиэм вязкого течеяия и его связь с максвелловской теорвей релаксацковиой упругости . 3 4 5 6 7 8 $9 й 10 я т а я.
Ориевтация и вржцателькое движевие молекул в жидко- Характер вращательиого движеиия малеиьких,и больших молекул Поляриэация диполькых жидкостей в постоянном электрическом поле (старая и иовая теории Дебая) . Воляряэаяяя дваольвых жидкостей а постояквом электрическом поле (теория Окэагера) Уговершеаствовакке теории Дебая и Окаагера Кирквудом Поляризация жидкости с аииэотропяыми кеполярвыма молекулами Поляризация дкполькых яогдкостей в перемеккых электрических полях Ориентация кеполярвых молекул в аеремеавых полях Ориептэцая молекул в потоке жидкости и тепловые флуктуапаи акпэотропви Тепловые флуктуации аииэотропви жидкостей и обусловлеякое вая светорассеякяе Вэапмкая орпевтэяия молекул в жидкостях; рои и сиботаксичесияе группы .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
