簡介
塔曼溫度(Tammann temperature),也稱
泰曼溫度。 根據固體物理學的晶格動力學理論,在
絕對零度下,構成固體晶格的原子/離子在其平衡位置附近振動。作為研究晶格振動與化學反應相關性的先驅之一,泰曼(Gustav Tammann)發現,隨著溫度上升,原子/離子在平衡位置附近的振幅越來越大,原子/離子離開平衡位置,擴散加強。在較低溫度下,固體發生相變,從一種固體狀態變成另外一種,如果溫度繼續增加,溫度足夠大,固體融化。 固體發生相變期間,晶格中各個原子開始鬆動,化學反應性質更強,為了大致描述晶格的鬆動程度,泰曼引入溫度a,a等於固體溫度T
s與其熔化溫度T
m(熔點)的比值,後來,為紀念泰曼,a即為泰曼溫度。
泰曼還發現,不同固體,a值不一樣的。下面是一些常見固體的泰曼溫度:
金屬粉末 a≈03~0.4
鹽類 a≈0.57
矽酸鹽 a≈0.8~0.9
固體物理學
固體物理學是
凝聚態物理學中最大的分支。它研究的對象是
固體,特別是原子排列具有周期性結構的
晶體。固體物理學的基本任務是從微觀上解釋固體材料的巨觀物理性質,主要理論基礎是非相對論性的
量子力學,還會使用到
電動力學、統計物理中的理論。主要方法是套用
薛丁格方程來描述固體物質的電子態,並使用布洛赫波函式表達晶體周期性勢場中的電子態。在此基礎上,發展了固體的
能帶論,預言了
半導體的存在,並且為
電晶體的製造提供理論基礎。
絕對零度
絕對零度(英語:absolute zero)是
熱力學的最低
溫度,是
粒子動能低到
量子力學最低點時物質的溫度。絕對零度是僅存於理論的下限值,其
熱力學溫標寫成
K,等於
攝氏溫標零下273.15度(即−273.15℃)。
物質的溫度取決於其內
原子、
分子等粒子的
動能。根據
麥克斯韋-玻爾茲曼分布,粒子動能越高,物質溫度就越高。理論上,若粒子動能低到量子力學的最低點時,物質即達到絕對零度,不能再低。然而,根據
熱力學第二定律,絕對零度永遠無法達到,只可無限逼近。因為任何空間必然存有能量和熱量,也不斷進行相互
轉換而不消失。所以絕對零度是不存在的,除非該空間自始即無任何能量熱量。在此一空間,所有物質完全沒有粒子振動,其總體積並且為零。
有關物質接近絕對零度時的行為,可初步觀察熱德布洛伊波長。