Я.И. Френкель - Кинетическая теория жидкостей (1108150), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Иными словами, последняя стремится ' ',-:;,"~ч:-",.:,:;.;:!::упруго деформироваться и, кроме того, электрически полнризоваться °;-"!;:!'"";., ')«оипруг центра, образованного «гостем». Гели эта деформация н поляриза!:,'..;,;: '11»ия успеют произойти, пока последний сидит па одном и том же месте, : «;;;,».;:;:„:,:":;:.": то)пп уже не сможет перейти на соседний атом (или иоп) без вызванной им упругой и электричесной деформации кристалла. А так как з это»1 дефор:::;,':,,:";-';;.мацпи участвуют относительно тя'келые ионы, вероятность подобного :, '=;-":-Иерехода за единицу времени окюкется значительно меньшей, чем в том „.смупае, когда она пе успевает возникнуть. Мы видим, что электрон нли "; .:.;."ь,')(ьгхрка могут каь бы «самоарестовываться» при своем путеслествии по л -":,'-'1 ьичрйсталлу.
В случае медленных (тепловых) электронов и дырок подобный -; "~' аоамоарест» весьма вероятен и должен происходить на кюкдом шагу. «Арестованные» электроны или дырки л«огут освободиться вновь; по",;:='"' . еьзольку, однако, это освобождение связано с возрастанием потенциальной ;;;:;. Риергии па определенную величину ЛЕУ(так как деформация и поляризация решетки вблизи электрона или дырки связаны с уьсеныиением энергии :,,:„'-" 'Етру1птурЫ На Лбс), ОНО МОжЕт ПрОИЗОйтн ЧЕРЕЗ ОПрЕдЕЛЕННОЕ ВрЕМя -Х;"„'"" 'возрастагощее по мере понижения температуры по обычному закону и ::==соней -е'г. Полученная свобода оказывается, с другой стороны.
исключ)втельио кратковременной, поскольку вслед за этим освобождением наФгупает новый «самоарест» вблизи одного пз соседних атомов. 'Ф";",-', В результате тепловые электроны н дырки, обладающие очень малой ,' ~Фнетической энергией, двн»кутся по кристаллу приблизительно таким ке .; все) „ ",';";;,":„;" вправо»ц каь и дислоцированпь1е ионы или ионные дырки, причем ЛГ ;,; '-.".:,' ихрает в данном случае роль энергии активации, а о — средней длин»а свобо11ного пробега.
Это обстоятельство пе проявляется в характере температурной зависнМости электронной алек гропроводности, приводя лишь к увеличению энор— в формуле (58) аа Лб Реальные кристаллЫ лри вы»эких тека«ратх«ах оптические свойства иоккых крис алка» 73 Подытоживая изложенное, мы видим, что правильность структуры ионного кристалла, в особенности при высоких температурах, должна нарушаться не только диссоцнацней его в смысле появления подвижных дислоцированных ионов и ионных дырок, но н ионизацией в смысле появления, вообще гоноря, еще более подвижных электронов и электронных дырок.
Соотношение между числом тех и других определяется относительной величиной энергии диссоциации и ионизацни. Если первая мепыпе второй, то кристалл является ионным проводником (как, например, ЛаС1), в противном случае (например, Сп»О) — электронным полупроводником. При приблизительном совпадении обеих энергий получаются смешанные полу. проводники. Б случае ионных проводников ионизация, т. е. образование свободныт электронов и дырок, может осуществляться путем освещения видимым или ультрафиолетовым светом более эффективным образом, чем путем нагревания.
Большой интерес приобретает при этом вопрос о взаимоотношении между электронами (и электронными дырками), образованными светом, с одной стороны„и дислоцированными ионами н ионными дырками, созданными тепловым движением, — с другой. Это взаимоотношение должно сводиться, с теоретической точки зрения, ,и застреванию, илн, как говорят, «локалнзацни», первых на вторых. -Экспериментально ему соответствует появление в предварительно освещенном кристалле специфической окраски, которая сохраняется некоторое время после прекращения освещения, и притом тем дольше, чем ниже температура. Причина этой окраски — селектиэное поглощение света в так называемых «Р-центрах», образованных фотозлектронами, прилипшими к дислоцированным положительным ионам нли к дыркам, образованным ушедшими отрицательными ионами.
Последнее представление ', об Р-центрах было выдвинуто де Буром иПолем;«»первоебыло разработано иною в связи с вопросом о движении окрашенных мест щелочногалондных кристаллов под действием внешнего электрического поля.»' Сохранение окраски, созданной предварительным освещением кри.сталла, обусловлено тем, что для отрыва электрона от соответствующего центра (например, ионизации нейтрального атома натрия в междо' уалии решетки ЫаС1 или удаления электрона, замещающего ион С1-) требуется некоторая энергия ЛП, так что рассматриваемый процесс «высвечивания» кристалла протекает со скоростью, пропорцпональной е 'т .Прн высоких температурах оно происходит практически мгновенно, прн : низких — в вице длительного послесвечения или фосфоресценцни. »» См.
дискуссию: Ртос. Воу. Яос., 49, 000, 1937. " 1. Г т е и 1с е 1, Рйу». 7.. Вок1е»шйос, 5, 91ц 1934. В этой работе, насколько мне кажет«к, было впэрзые выдвинуто представление о связи между центрами окрашиианнк в кристаллах н лзрутелллмп порядка н ннх, обуслоэленнымн тепловым движением.
, г- р1 могут возникать в освещенном крио изчон»енному -центры мо ушителей порядка в виде дислоцпроь и и наличии в нем наруши опон и и нных дырок. Отсюда следует, что опрашивание крннизких температурах извозно озможно. Этот вывод подтверждается ственное значение для фотографии, ест, в частности, сущес ,~"';:;.;::.:!'"ича, ~рте и им ф б ение представляет собои не что !" ";«зет,йнк скрыто р, ое тотог а,ическое изо ран» ть Р- ент, в, созданных благодаря предварительному еть место в тех случаях .«з Катк ееся нарушение его может им ве, щий ению, был предварительно натрет ':«-'::!:;.-"~д~.иристалл, подвер щий ве гающийся освещению, ы и затем быстро охлажден « («закален») и если ско- ;.;:,:,-":"„',$»топкой температуры исло и ованных попов иконных становления равновесного числа дислоциро ' чно мала.
механизме возникновения елей порядка в ионных кристаллах (путе»» диссоциация реессов ок ашивапия к и „ сталлов поп последующего высвечивапия. освещения, а также по с е, что ентры окраски могут возникат ц ь в г шстнз '-::,.:.~~~!".'-;~'::;-';:-,:.;Знаете в заключение, что цент чин в них посторон. го о а и имеси играют весьма существенную роль и „;"-.:;-'--:-.';~:йлектронной проводимости р авая кристаллу свои наружны ые электроны, ": 'В-':М~йи:иегг«о нонизируются, отдана с о алом, свободными, или я.е о обладают зпа- ::::"'4".,'-.''тдзеез()»д1уые становятся, таким обр, .
о '"":-,"".'с(йдЬ»»бго вещества и соадавая тем самым подвн»кпые, ,-;:;:;:::й':.$ФФ«еднем. "—:" 4«":":; енкель ЖВТФ, Г л а в а в т о р а НАРУШЕНИЯ ПОРЯДКА В СМЕШАНН!»1Х И МОЛЕКУЛЯРНЫХ КРИСТАЛЛАХ » 1. Порядок и беспорядок в расположении атомов в бинарных сплавах (интерметаллмчеекмх соединениях) порядок а воск»рядок в Ликориых сплавах тч я '1'",'., ':, гюцоторую температуру То скачкообразно обращается в нуль (что бывает :вйазано.с поглощением скрытой теплоты). Такого рода переход, наблюдае- м, в частности, в сплаве Сп,Ан, называется переходом первого рода. ~':::!.':„'!,:!::,;',.' Ц других случаях, например в сплаве СвАи, уь«еньшение порядка в чв'ередованин атомов происходит непрерывно (без скачка) вплоть до полн«1го.
его исчезновения при некоторой температуре Т„сопрово;кдаясь абае»юльиым возрастанием т е п л о е м к о с т и п р и п о с т о я и н о м 'д'вил ен и и С„, достигающей конечного илн бесконечного максималь', ° 'тгбго аначеция прй Т=Т„и круто спадающей к своему нормальному зна,-'::„'::,'.!::,' "":.~ег»ию н области температур, превышающих Т,.
Последннн называется прн ;:";'-:;-::.";:: 'мам,«теьгпературой Кюри» (по аналогии с точкой Нюрн, характеризующей св ". До сих пор мы рассматривали лишь такие нарушения порядка в кристаллах, которые характеризуются наличием относительно неболыпого - Числа нарушителей в виде подвижных дислоцированных атомов, ионов или электронов н соответствующих им дырок, как бы растворенных в криСталлической решетке н аналогичных, э смысле своего влияния на ее струк' ' туру, посторонним примесям. Наряду, однако, с такого рода нарушен»орин правильности, характер'ными для «унарных» кристаллов н «оинарных» ионных кристаллов, в би.
нарных неион вы х кристаллах, в частности интерметаллнческих сплавах типа ЛВ (или ЛоВ „где и н т — неболыние целые числа), наблюдаются .гораздо более существенные нару|пения порядка, выражающиеся не в частичной диссоциацни решетки при высоких текспературах, а в н а р ушении правильного чередования атомов рази о г о с о р т а в е е у з л а х (при неизменном расположении последних). Так, например, в 50»о-м сплаве золота с медью (СнАн) атомы обоих сортов образуют простую кубическую решетку, в узлах которой прн .. низких температурах онн чередуются в шахматнообразном порядке, т.
е. совершенно таким же образом, каь ионы натрия и хлора в решетке камен. ной соли, таь что каждый атом Сп окрукен шестью атомами Ап, а кюкдый атом Ан — шестью атомами Си.' Однако по мере повышения температуры это правнлыше чередование разнородных атомов начинает все более и более нарушаться, пока при некоторой температуре н выше нее распределение атомов обоих сортов по узлам решетки не оказывается совершенно беспорядочным. Это уменыпение порядка в чередовании в бинарных сплавах до некоторой степени аналогично обычному плавлению кристаллов н могло бы быть названо «альтерпацнонным плавлением», особенно В тех случаях, когда с повышением температуры степень порядка в чередовании атомов Л и В непрерывно уменынается, а затем при переходе через Аналогично» строоннс имеет р-латунь би/н, с той ра»шщой, что каждын атом одного сорта окрун~он но шестью, а»осел«ью »томанн другого сорта.
с ор Рнс. 6. рнс. т ;,.',,„;: ",ИсйЕЗновепне ферромагнетизма), а самый переход — переходом второго :.;....:;."о'-' )зуда. Такой тип перехода иллюстрируется рис. 6, на котором пунктирная ли ПИЙ обозначает обычный ход удельной теплоемкости. Этот тип перехода '; ":::, ~:-:-':;.:,:.,»астопутают с переходом, нведокным под тем же нанлвенованием Эренфестом и Жарвктеризующимся скачкообразным изменением удельной теплоемкостп (Рис. 7, а, б). Фактически последний переход никогда не паблкодалсн н ай"зГоисет соответствовать стабильному равновесию между соответствучо- ~::;;::;:,::,;;::-; -'!.'щимц фазамн, (" ' у;.,', С другой стороны, переходы второго рода, схематически нзобравкенные -'~;,'":,''(=;'!:,',:„-.";.."ма.'рис.
6, действительно имеют место не только в случае обычной точки ;::".;;;-',:,:;,.:,;:;::,'7(юРй или «альтернационного плавления», но н в ряде других случаев, ,=',",-~;.~!;,:::.",,,',!'-,'.: «мвсйь которых будет рассмотрена ни'ке. Они могут трактоваться с чисто .~-':;;:!";.""~~,.",".:,","',:.',,"".тпрмодннаинческой точки зрения как обобщение переходов первого рода, :.';;"~,=,':,'.,,',,:-.'::-;:..:;.иРиче»г температура точки перехода Т» заменяется прн этом интервалом '"„;-'~!„::;;.;~!:,";,":,тй)шЕРатУР ЛТ около То. СкРытан теплота плавлениа заменЯетсн соот-'.",'",:;~.;-,:!-:;;::;:.'::!;:;:;- йеустненно интегралом ~ ЛС ВТ, где ЬС обозначает избыток тенлоемкостн я * ' » ;;:"..-:,-'",:",:;::::"'йзд ее «нормальной величиной» (пунктирная липка на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
