271

На основе положений теории тепловых колебаний атомов в кристаллах и теории рассеяния рентгеновских лучей и тепловых нейтронов реальными кристаллами показано, что среднеквадратичная амплитуда нулевого колебания атома в решетке при Т=0 К определяется массой атома и силой межатомной взаимосвязи. Она обратно пропорциональна произведению массы и температуры Дебая кристалла. Установлено, что амплитуды тепловых (при Т=300  К) и нулевых (при Т=0  К) колебаний атома в элементах, как и другие физические свойства, при умеренных температурах имеют одинаковую периодическую зависимость от порядкового номера элементов. Это обусловлено весьма слабой зависимостью конфигурации внешних электронных оболочек атомов от температуры. Результаты могут быть использованы в материаловедении и технологии для оценки прочностных и теплофизических характеристик материалов при криогенных температурах через температуру Дебая, не прибегая к измерению их непосредственно при температуре абсолютного нуля.

  • Internet havola
  • DOI
  • UzSCI tizimida yaratilgan sana21-01-2022
  • O'qishlar soni271
  • Nashr sanasi04-09-2019
  • Asosiy tilRus
  • Sahifalar7
Ўзбек

Кристалларда атомларнинг иссиқлик тебранишлари назарияси ҳамда кристалларда рентген ва иссиқ нейтронларнинг тарқалиш назариясига асосан, кристалл атоми нолинчи тебранишларининг (Т = 0К) ўртача квадратик амплитудаси атом массаси ва улар орасидаги боғланиш кучлари билан аниқланиши кўрсатилди ва кристаллнинг Дебай температураси ва массасининг кўпайтмасига тескари пропорционал эканлиги аниқланди. Ўртача ҳароратларда элементларнинг бошқа физик хусусиятлар каби атомларнинг иссиқлик (Т = 300 К да) ва нолинчи (Т = 0К да) тебранишларининг амплитудалари ҳам элементларнинг тартиб сони бўйича бир хил даврий боғлиқликка эга эканлиги аниқланди. Бунга сабаб, атомларнинг ташқи электрон қатламлари тузилиши ҳароратга заиф боғланишда бўлишидир. Натижалар материалшунослик ва технологияда, криоген ҳароратдаги материалларнинг механик ва термофизик хусусиятларини тўғридан-тўғри ўлчамасдан Дебай температураси орқали баҳолашда ишлатилиши мумкин.

Русский

На основе положений теории тепловых колебаний атомов в кристаллах и теории рассеяния рентгеновских лучей и тепловых нейтронов реальными кристаллами показано, что среднеквадратичная амплитуда нулевого колебания атома в решетке при Т=0 К определяется массой атома и силой межатомной взаимосвязи. Она обратно пропорциональна произведению массы и температуры Дебая кристалла. Установлено, что амплитуды тепловых (при Т=300  К) и нулевых (при Т=0  К) колебаний атома в элементах, как и другие физические свойства, при умеренных температурах имеют одинаковую периодическую зависимость от порядкового номера элементов. Это обусловлено весьма слабой зависимостью конфигурации внешних электронных оболочек атомов от температуры. Результаты могут быть использованы в материаловедении и технологии для оценки прочностных и теплофизических характеристик материалов при криогенных температурах через температуру Дебая, не прибегая к измерению их непосредственно при температуре абсолютного нуля.

English

According to the theory of thermal vibrations of atoms in crystals and the theory of scattering of X-rays and thermal neutrons by real crystals, the root-mean-square amplitude of the zero vibration of an atom in a lattice at T = 0 K is determined by the mass of the atom and the strength of the interatomic relationship. It is inversely proportional to the product of the mass and temperature of the Debye crystal. It was found that the amplitudes of thermal (at T = 300 K) and zero (at T = 0 K) atomic vibrations in elements, like other physical properties, at moderate temperatures have the same periodic dependence on the number of elements. This is due to the weak dependence of the configuration of the external electronic shells of atoms on the temperature. The results can be used in materials science and technology to assess the strength and thermo physical characteristics of materials at cryogenic temperatures through the Debye temperature, without measuring them directly at an absolute zero temperature.

Havola nomi
1 Ципенюк Ю.М. Нулевая энергия и нулевые колебания: как они обнаруживаются экспериментально // УФН. – Москва, Россия, 2012. – Т. 182. – № 8. – С. 855 – 867.
2 Гуртов В.А., Осауленко Р.Н. Физика твердого тела для инженеров. – М.: Техносфера, 2012. – 260 с.
3 Иверенова В.И., Ревкевич Г.П. Теория рассеяния рентгеновских лучей. – М.: МГУ, 1978. – 279 с.
4 Кривоглаз М.А. Теория рассеяния рентгеновских лучей и тепловых нейтронов реальными крис-таллами. – М.: Наука. – 1967. – 336 с.
5 Градштейн И.С., Рыжык И.М. Таблица интегралов. 7-изд. – Санкт-Петербург: БНВ, 2011. – 1230 с.
6 Khidirov I., Rakhmanov S., Fazilov M. Debye temperature in crystals at temperature T=0 K // Journal Ceramic Sciences and Engineering. USA. – 2018. – v.-1.- № 2.- рр. 1-3, DOI: http://dx.doi. org/10.24294/cse.v1i2.
7 Хидиров И., Парпиев А.С. Раздельное определение амплитуды тепловых колебаний и статического смещения атомов в карбиде титана методом дифракции нейтронов // Кристаллография. – Москва, Россия, 2011. – Т. 56. – № 3. – С. 504-508.
8 Гусев А.И. Упругие и тепловые свойства твердых растворов ZrzNb1-zCxNy //Физика твердого тела. – Санкт-Петербург, Россия, 2013. – Т. 55.– Вып. 7. – C. 1451-1454.
9 Моисеев Н.И., Попов П.А., Рейтеров В.М. и др. Теплоемкость и термодинамические функции гетервалентного твердого раствора Ba0.70La0.30Fe2.30 // Конденсированные среды и межфазные границы. – Воронеж, Россия. – 2010. – Т. 2. – № 3. – С. 243-246.
10 Алджанов М.А., Султанов Г.Д., Керимов Э.М. и др. Теплоемкость монохалькогенидов галлия // Тр. Меж. конф. “Fizika-2005”. – Баку, Азербайджан. – 2005. – № 101. – С. 388-390.
11 Свойства элементов. Справочник. Под. ред. М.Е. Дрица. – М.: Металлургия, 1985. – 672 с.
12 Цапков В.И., Анурин В.О. Среднеквадратичная амплитуда атомных колебаний в металлах // Теплофизика высоких температур. – 1987. – Т. 25. – № 1. – С. 200-200.
13 Быстрова Т.Г., Федоров Ф.И. Зависимость температуры Дебая от атомного номера // ДАН СССР. – Москва, Россия. – 1974. – Т. 215. – № 6. – С. 1333-1336.
14 Kittel Ch. Introduction to solid state physics. – 8-th edition. – New York: Publ. Jhon Wiley, 2005. – 704 p.
Kutilmoqda