Теплові властивості твердих тіл

Тип: Курсова.
Наука: Фізика.
Формат: docx.
К-сть сторінок: 48.
Короткий опис:

ЗМІСТ
Вступ
Розділ І. Фізичні властивості твердих тіл
1.1. Класифікація твердих тіл
1.2. Сили внутрішньої взаємодії в твердих тілах

Розділ ІІ. Будова твердих тіл
2.1. Поняття про внутрішню будову твердих тіл
2.2. Квантові взаємодії в твердих тілах
2.3. Поняття про фонони
Розділ ІІІ. Теплоємність та теплопровідність в твердих тілах
3.1. Теплоємність твердого тіла
3.2. Теплоємність електронного газу
3.3. Теплове розширення твердих тіл
3.4. Теплопровідність твердих тіл
Загальні висновки
Список використаних джерел

Вступ

Актуальність дослідження. Однією з характерних особливостей розвитку сучасного суспільства є широке використання у всіх його сферах досягнень науки і техніки. Важливий вклад у науково-технічний прогрес вносить фізика, зокрема фізика твердого тіла.

Сучасна фізика має фундаментальне значення для теорії пізнання. Формування світогляду, розуміння будови і властивостей навколишнього світу.

Фізика глибоко впливає на розвиток інших наук і різних галузей техніки, тому її вивчення створює базу для професійної підготовки студентів вищих навчальних закладів.

Фізика вивчає властивості матерії, різноманітні її зміни, закони, які описують ці зміни, зв’язки між явищами.

Фізика твердого тіла — це великий і важливий розділ сучасної фізики, який вивчає структуру і фізичні властивості речовин у твердому стані. Основне завдання фізики твердого тіла зводиться до встановлення зв’язку між властивостями індивідуальних атомів чи молекул і тими властивостями, які проявляються при об’єднанні цих атомів або молекул в кристали. Важко собі уявити розвиток таких напрямків науки і техніки, як фізика напівпровідників, металів, надпровідників, металургія, матеріалознавство, електроніка, мікро- та оптоелектроніка тощо без фізики твердого тіла.

Постійно створюються і впроваджуються в практику принципово нові матеріали і прогресивні технології. Це, насамперед, надчисті металеві, надпровідні, напівпровідникові матеріали, різні полімерні матеріали і вироби з них, жароміцні та хімічно стійкі замінники металів, порошкові матеріали, тугоплавкі сполуки тощо. Зростаючі потреби сучасної техніки в нових матеріалах істотно стимулюють розвиток фізики твердого тіла як науки матеріалознавчої. Досить нагадати, що завдяки розвитку фізики і хімії твердого тіла ми маємо тепер такі важливі нові матеріали, як рідкі кристали, високотемпературні надпровідники, органічні напівпровідники, провідники і надпровідники тощо.

Тому не дивно, що майже половина всіх фізиків планети працюють у різних областях фізики твердого тіла.

Якщо раніше тверді тіла застосовувалися в техніці майже виключно як конструкційний матеріал, то в міру накопичення знань про фізику твердого тіла, технічні застосування останнього стають набагато обширнішими і різноманітнішими. Зараз тверді тіла грають самостійну роль, виконуючи функції тонких фізичних приладів (оптичних, напівпровідникових, надпровідних і т. д.).

Впорядкованість будови кристалічних твердих тіл і пов’язана з цим анізотропія їх властивостей зумовили широке застосування кристалів в науці і техніці.

Кристали дозволили з’ясувати фізичну природу рентгенівських променів, вивчити хвилеві властивості електронів, дали можливість провести широкий комплекс досліджень в поляризованому світлі, допомогли розгадати багато інших загадок науки.

Вивчення властивостей твердого тіла відкриває можливості створення нових матеріалів, яких не створила природа. Сюди відносяться жароміцні або, навпаки, дуже легкоплавкі сплави, надтверді матеріали, речовини, що володіють цікавими електричними властивостями (напівпровідники), магнітними властивостями (феромагнетики і ферити), речовини, що володіють високою хімічною стійкістю, нові універсальні стеклокристалічні матеріали — ситалли, металокерамічні матеріали — кермети, що поєднують як властивості вогнетривких оксидів, так і властивості металів, полімери з наперед заданими властивостями і т.д.

У даній курсовій роботі роз’яснюється зміст основних положень про тверде тіло. При викладанні матеріалу розглянуті такі питання як: кристалічні та аморфні тіла; сили зв’язку в твердих тілах; нормальні коливання решітки; поняття про нормальні коливання решітки; спектр нормальних коливань решітки; теплоємність твердого тіла; теплове розширення твердих тіл; теплопровідність твердих тіл. Метою даної роботи є дослідження теплофізичних властивостей твердого тіла. Для виконання цієї мети потрібно розглянути властивості атомної решітки та теплові властивості твердого тіла. Слід зазначити, що в роботі значна увага приділяється чітким означенням та докладному описові властивостей твердого тіла..

Тверде тіло складається з мільярда часток, які взаємодіють між собою. Це обумовлює появу певного порядку в системі й особливих властивостей всієї кількості мікрочастинок. Тому метою роботи є перш за все визначення головних фізичних властивостей твердого тіла.

Мета дослідження полягає в дослідженні теплових властивостей твердих тіл, з’ясуванні механізму перенесення тепла в твердих тілах з огляду на їх будову.

Об’єкт дослідження – фізика твердого тіла.

Предмет дослідження – теплофізичні властивості твердих тіл.

Завдання дослідження:

– узагальнити та систематизувати наявні матеріали про теплофізичні властивості твердих тіл;

– розглянути будову твердих тіл та її вплив на теплофізичні властивості;

– з’ясувати вплив на теплоємність твердих тіл параметрів навколишнього середовища, зокрема температури;

– на основі обмінної теорії взаємодії тіл, розглянути механізм передачі тепла в твердих тілах шляхом обміну віртуальними частинками фононами.

Особливий інтерес у дослідників викликає вивчення руху гіроскопа Гесса – твердого тіла, центр мас якого знаходиться на перпендикулярі до кругового перерізу гіраційного еліпсоїда (умова Гесса). Для гіроскопа Гесса отримано розв’язок Докшевича, розглянуті області хаотичного руху, вивчено поводження сепаратрисних багатовидів. На основі останніх результатів зроблений висновок щодо неінтегровності рівнянь Ейлера-Пуассона за умов Гесса. Великий вклад в цей новий напрямок досліджень внесли В.В. Козлов, О.М. Ковальов, А.В. Борисов, С.Л. Зиглин, С.А.Довбиш.

rar

 Завантажити