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Modelo de Einstein

Descripción

>Modelo

ID:(1202, 0)



Modelo de Einstein

Descripción

Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
\beta
beta
Beta
kg m/s
k_B
k_B
Constante de Boltzmann
J/K
\hbar
hbar
Constante de Planck dividida por 2\pi
J s
\sigma
sigma
Densidad de modos del solido
s
\sigma_E
sigma_E
Densidad de modos del solido de Einstein
s
V_0
V_0
Energía macroscopica, deformación y constitución
J
V_0
V_0
Energía potencial de deformación macroscopica
J
\omega
omega
Frecuencia angular
rad/s
\omega_E
omega_E
Frecuencia angular propia de Einstein
1/s
\ln Z
ln Z
Logaritmo de la función partición del solido de Einstein
-
N
N
Numero de partículas
-
T
T
Temperatura
K
\Theta_E
Theta_E
Temperatura de Einstein
K

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación: a , luego, seleccione la variable: a

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Variable Dado Calcule Objetivo : Ecuación A utilizar



Ecuaciones


Ejemplos

La integraci n de la funci n partici n del modelo b sico de un solido que es con list=3896

equation=3896



depende de la distribuci n de modos \sigma(\omega)d\omega.

Una aproximaci n relativamente simple es la de asumir que todos los osciladores tengan la misma frecuencia angular. Por ello con list

equation

El modelo se debe a Einstein por lo que la frecuencia angular \omega_E lleva su nombre.

La distribuci n de modos \sigma_E(\omega)d\omega tiene que cumplir que la suma de todos los modos debe ser igual a los grados de libertad que son 3N.

Por ello con list se debe dar

equation

Si se introduce con list=9536 en la condici n

equation=9536



la distribuci n con list=9535

equation=9535



se obtiene con list el factor de distribuci n

equation

La distribuci n con list=9535

equation=9535



con list=9537 la condici n

equation=9537



se obtiene la distribuci n de frecuencias angulares de Einstein con list

equation

En el modelo de Einstein la energ a m nima, que es con list=9540 igual a

equation=9540



se reduce con la distribuci n de Einstein con list=9538

equation=9538

a

equation

Con el logaritmo de la funci n partici n es con list=3896

equation=3896



y la distribuci n de Einstein es con list=9538

equation=9538



se obtiene la funci n partici n con list

equation

Para simplificar el calculo se introduce la llamada temperatura de Einstein con list

equation

Los valores t picos de la temperatura de Einstein para distintos materiales se listan a continuaci n (valores calculados de los largos de onda de Einstein de su publicaci n)

Elemento\lambda_E [\mu]\omega_E [1/s]\Theta_E [K]
S,P424.49e+13343.0
Fl335.71e+13436.5
O218.98e+13685.9
SiO_2209.42e+13720.2
B151.26e+14960.3
H131.45e+141108.0
C121.57e+141200.4

La funci n partici n con list=9539

equation=9539

con

equation=13263



se puede reescribir con la temperatura de Einstein con list=9543

equation=9543



con la definici n de la energ a m nima con list=9541

equation=9541



como con list

equation

En el limite de altas temperaturas, la funci n partici n con list=9551

equation=9551



se puede expandir en serie de Taylor de \Theta_E/T lo que en tercer orden con list es

equation

Si se consideran los modelos cl sicos, de Einstein y de Debye para

- el logarimo de la funci n partici n
- la energ a interna
- el calor espec fico
- la entropia

se obtienen las siguientes dependencias de la temperatura:

php

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