Thursday, January 29, 2015

得拜模型 声子对固体的比热(热容)的贡献。它把原子晶格(热)的振动视为盒中的声子 , 把原子晶格(热)的振动视为盒中的声子, 把固体视为许多单独的、不相互作用的量子谐振子。

彼得·德拜

彼得·德拜
彼得·德拜
  彼得·德拜,全称彼得鲁斯·约瑟夫斯·威廉默斯·德拜(荷兰语:Petrus Josephus Wilhelmus Debije,1884年3月24日-1966年11月2日)后改名为彼得·约瑟夫·威廉·德拜(PeterJosephWilliamDebye),荷兰物理学家与物理化学家,由于在偶极矩方面的研究成就,获得了1936年诺贝尔化学奖。 

基本信息

  中译名:彼得·德拜  英文名:Peter Debye  出生:1884年3月24日  出生地:荷兰马斯特里赫特
  逝世:1966年11月2日  逝世地:美国纽约州伊萨卡
  居住地:德国-荷兰-瑞士-美国  国籍:荷兰-美国  研究领域:化学家  任职于:苏黎世大学(1911年-1912年)  乌得勒支大学(1912年-1914年)  格奥尔格-奥古斯特格丁根大学(1914年-1920年)  苏黎世联邦理工学院(1920年-1927年)  莱比锡大学(1927年-1934年)  康奈尔大学(1940年-1950年)  母校:亚琛科技大学;慕尼黑大学  博士导师:阿诺·索末菲
  博士学生:拉尔斯·翁萨格
  著名成就:德拜模型;德拜松弛  获奖:诺贝尔化学奖(1936年)  

生平简介

  德拜生于荷兰马斯特里赫特Maastricht。1901年,进入离家乡30公里的普鲁士莱茵省亚琛工业大学学习数学与经典物理学,1905年获电机工程学位。在亚琛,彼得·德拜师从理论物理学家阿诺·索末菲。阿诺·索末菲后来称德拜是彼得·德拜最重要的发现。
  1906年,索末菲收到巴伐利亚慕尼黑的任命,于是带德拜一同前往并作为助手。1908年,德拜获哲学博士学位。
  1910 年,德拜就开始研究光在各种介质中的传播问题,并探讨了各种效应,得出了相应的结论。这一些问题的研究为光学研究的发展,甚至为激光技术开辟新的应用领域打下了基础。甚至为汉塞尔的光导纤维设想开拓了思路。
伟大的科学家们在一起—彼得·德拜(二徘左一)
伟大的科学家们在一起—彼得·德拜(二徘左一)
  1911年彼得·德拜继爱因斯坦受聘为苏黎世大学任教。彼得·德拜兼学了电机工程和物理,而彼得·德拜的第一个重要研究是对偶极矩的理论处理,偶极矩是电场对结构上一部分带有正电荷而另一部分带有负电荷的分子在取向上的影响的量度。
  1913年,德拜同MathildeAlberer结婚。
  1916年德拜推进了布喇格父子的研究工作,并证明X射线分析不仅能适用于完整的晶体而且也适用于固体粉末,这种固体粉末是在所有可能的方面上取向的微小晶体的混合物。最引人注目的也许是德拜扩展了阿里纽斯溶液电离的研究工作。按照阿里纽斯的说法,电解质(包括大多数无机盐)溶解时成为带正电荷和带负电荷的离子,但不一定完全离解。然而德拜却坚持认为大多数盐(例如氯化钠)必然是完全电离的,因为X射线分析证明它们在溶解之前就以离子的形式存在于晶体之中。德拜提出,每一个正离子被负电荷占优势的离子云所围绕,同时每一个负离子又被正电荷占优越的离子云所围绕。每一种类型的离子受到带相反电荷离子的“拖引”,这样看来溶液好象不完全离解而实际上却不是这样。
  1923年彼得·德拜研究出表达这个现象的数学式,而所谓德拜-许克尔理论(以彼得·德拜和彼得·德拜的一位同事命名)是现代阐明溶液性质的关键。主要由于德拜在偶极矩方面的研究工作,彼得·德拜获得1936年诺贝尔化学奖金。
  1935年德拜成为柏林威兼皇家物理研究所(后来命名为马克斯·普朗克研究所)的所长,但是在第二次世界大战期间彼得·德拜的处境逐渐变得困难了。
  1939年纳粹政府命令彼得·德拜加入德国籍。彼得·德拜拒绝了并回到荷兰。
  1940年彼得·德拜的祖国被希特勒军队入侵之前两个月,彼得·德拜来到美国在康奈尔大学讲课。后来彼得·德拜就留在那里担任了化学教授和康奈尔大学化学系系主任的职务,一直到1952年退休。1946年彼得·德拜成为美国公民。

主要研究

比热容测定仪
比热容测定仪
  德拜早期从事固体物理的研究工作。1912年彼得·德拜改进了爱因斯坦的固体比热容公式,得出在常温时服从杜隆珀替定律,在温度T→0时和T3成正比的正确比热容公式。彼得·德拜在导出这个公式时,引进了德拜温度ΘD的概念。每种固体都有自己的ΘD值。当TD时,固体的热学性质量子效应显著;TΘD时,量子效应可以忽略。1916年彼得·德拜和P.谢乐一起发展了M.von劳厄用X射线研究晶体结构的方法,采用粉末状的晶体代替较难制备的大块晶体。粉末状晶体样品经X射线照射后在照相底片上可得到同心圆环的衍射图样(德拜谢乐环),它可用来鉴定样品的成分,并可决定晶胞大小。
  1926年德拜提出用顺磁盐绝热去磁致冷的方法,用这一方法可获得1K以下的低温。德拜在盐溶液极化分子、分子偶极矩和分子结构理论方面也有重要的贡献。彼得·德拜定量地研究了溶质与溶剂分子间的联系,解释了稠密溶液中的一些反常现象。彼得·德拜在分子极化方面的工作,使人们对分子中原子排列的认识有了飞跃。在溶液理论中彼得·德拜引入一个被称为德拜长度的特征长度,描述了一个正离子的电场所能影响到电子的最远距离。德拜长度现在已成为溶液理论和等离子体物理中的一个基本物理量。
  由于在X射线衍射和分子偶极矩理论方面的杰出贡献,德拜获得了1936年诺贝尔化学奖。  

主要贡献

  1.发现了原子比热与温度间关系的规律,对热力学第三定律起了重要作用。  2.提出了“德拜比热式”,奠定了电解质偶极理论。  3.1916年与谢勒合作,提出了用X射线粉末照相测定晶体结构的方法。  4.提出了强电解质溶液的离子互吸理论,即德拜-休克尔理论。还建立了德拜-休克尔-翁萨格电导理论。  5.提出了分子偶极矩概念及其测定方法,偶极矩单位就用德拜的名字命名的。  6.通过对偶极矩、X射线和气体中电子的衍射的研究来了解分子结构,获1936年诺贝尔化学奖。  7.彼得·德拜还辛勤培养学生,在学生中L·C·鲍林和L·翁萨格先后获诺贝尔奖。

得拜模型

  在热力学和固体物理学中,德拜模型是一个由彼得·德拜在1912年提出的方法,用于估计声子对固体的比热(热容)的贡献。它把原子晶格(热)的振动视为盒中的声子,这与爱因斯坦模型不同,它把固体视为许多单独的、不相互作用的量子谐振子。德拜模型正确地预言了低温时固体的热容,与T3成正比。就像爱因斯坦模型一样,它在高温时也与杜隆-珀蒂定律相符合。但由于简化的假设,它在中间的温度不太准确

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