الاختلاف الرئيسي بين نموذج ديباي ونموذج أينشتاين هو أن نموذج ديباي يتعامل مع اهتزازات الشبكة الذرية على أنها فونونات في صندوق بينما يتعامل نموذج أينشتاين مع المواد الصلبة مثل العديد من المذبذبات التوافقية الكمية الفردية غير المتفاعلة.
يتم استخدام المصطلحين نموذج ديباي ونموذج أينشتاين بشكل أساسي في الكيمياء الفيزيائية ، فيما يتعلق بالخصائص الديناميكية الحرارية للمواد الصلبة. تم تسمية نموذج ديباي على هذا النحو على اسم العالم بيتر ديباي في عام 1912. تم تسمية نموذج أينشتاين على اسم أينشتاين الذي اقترح النظرية الأصلية في عام 1907.
ما هو نموذج ديباي؟
نموذج ديباي هو طريقة طورها العالم بيتر ديباي لتقدير مساهمة الفونون في الحرارة النوعية في مادة صلبة.يأتي هذا المصطلح في إطار الديناميكا الحرارية في الكيمياء الفيزيائية الصلبة. يمكن تعريف الفونون بأنه إثارة جماعية في ترتيب دوري مرن للذرات أو الجزيئات في مادة مكثفة (خاصة الحالات الصلبة والسائلة). من ناحية أخرى ، يشير مصطلح الحرارة النوعية إلى السعة الحرارية لمادة مقسومة على كتلة المادة (أو مقدار الطاقة التي يجب إضافتها كحرارة إلى وحدة واحدة من كتلة المادة إلى زيادة درجة حرارة واحدة).
نموذج ديباي ، على عكس نموذج أينشتاين ، يتعامل مع اهتزازات الشبكة الذرية للصلب مثل الفونونات في صندوق. يمكن للنموذج أن يتنبأ بدقة بالاعتماد على درجات الحرارة المنخفضة للسعة الحرارية التي تتناسب مع T3(قانون Debye T3).
الشكل 01: مقارنة بين نماذج ديباي وآينشتاين
يمكننا وصف نموذج ديباي بأنه حالة صلبة مكافئة لقانون بلانك لإشعاع الجسم الأسود. يتعامل قانون بلانك لإشعاع الجسم الأسود مع الإشعاع الكهرومغناطيسي على أنه غاز فوتون ، لكن نموذج ديباي يتعامل مع الاهتزازات الذرية على أنها فونونات في صندوق.
ما هو نموذج أينشتاين؟
نموذج أينشتاين هو طريقة طورها أينشتاين في عام 1907 بناءً على افتراضين: كل ذرة في الشبكة الصلبة تعمل كمذبذب متناسق كمي ثلاثي الأبعاد وتتذبذب جميع الذرات بنفس التردد. لذلك ، فإن نموذج أينشتاين هو طريقة صلبة على عكس نموذج ديباي. إن الافتراض بأن المادة الصلبة لها تذبذبات مستقلة دقيق للغاية. هذه التذبذبات عبارة عن موجات صوتية أو فونونات هي أنماط جماعية تتضمن العديد من الذرات. ومع ذلك ، وفقًا لنموذج أينشتاين ، تتذبذب كل ذرة بشكل مستقل.
الشكل 02: رسم بياني يوضح نموذج أينشتاين للصلب
وفقًا لنموذج أينشتاين ، يمكننا أن نلاحظ أن الحرارة النوعية لمادة صلبة تقترب من الصفر بسرعة مضاعفة في درجات الحرارة المنخفضة. يحدث هذا لأن كل التذبذبات لها تردد واحد مشترك. تم وصف السلوك الصحيح لاحقًا في نموذج ديباي كتعديل لنموذج أينشتاين.
ما الفرق بين نموذج ديباي ونموذج أينشتاين؟
نماذج ديباي وآينشتاين هي مفاهيم ديناميكية حرارية في الكيمياء الفيزيائية. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين نموذج ديباي ونموذج أينشتاين في أن نموذج ديباي يتعامل مع اهتزازات الشبكة الذرية كفونونات في صندوق بينما يتعامل نموذج أينشتاين مع المواد الصلبة مثل العديد من المذبذبات التوافقية الكمية الفردية غير المتفاعلة.
أدناه مخطط بياني يلخص الفرق بين نموذج ديباي ونموذج أينشتاين.
ملخص - ديباي مقابل آينشتاين موديل
نماذج ديباي وآينشتاين هي مفاهيم ديناميكية حرارية في الكيمياء الفيزيائية. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين نموذج ديباي ونموذج أينشتاين في أن نموذج ديباي يتعامل مع اهتزازات الشبكة الذرية كفونونات في صندوق بينما يتعامل نموذج أينشتاين مع المواد الصلبة مثل العديد من المذبذبات التوافقية الكمية الفردية غير المتفاعلة.
