TOPREFERAT.COM.KZ - Қазақша рефераттар

войти на сайт

вход на сайт

Логин: :
Пароль :

Забыл пароль Регистрация

Сегнетоэлектрлік заттардағы фазалық ауысуларға арналған Гинзбург теориясы физика диплом жұмысы




Сегнетоэлектрлік заттардағы фазалық ауысуларға арналған Гинзбург теориясы физика диплом жұмысы
0
Раздел: Басқа тақырыптағы | Автор: Админ | Дата: 30-04-2015, 02:00
Загрузок: 2335


МАЗМҰНЫ - www.topreferat.com.kz

.

Кіріспесі ..................................................................... 3

І тарау. Фазалық ауысулар. Олардың классификациясы ...... 6

Бірінші тектік фазалық ауысу Клапейрон-Клаузиус теңдеуі. ........................................................................... 10

Екінші текті фазалық ауысу Эренфест теңдеуі. .......... 15

ІІ тарау. Фазалық ауысудағы Ландау теориясы. ......................... 19

Бірінші текті фазалық ауысу. ......................................... 22

Екінші текті фазалық ауысу. ......................................... 24

ІІІ тарау. Сегнетоэлектриктердегі фазалық ауысулар (Гинзбург

теориясы). ...................................................................... 27

IV тарау. Кванттық теорияның көзқарасы арқылы сегнетоэлектриктердегі фазалық ауысуларды зерттеу. .............. 34

Қорытынды. ................................................................................... 37

Пайдаланылған әдебиеттер. ............................................................ 40




Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Жұмыс көлемі: - бет
Пәні: Басқа тақырыптағы дипломдық жұмыстар

-----------------------------------------------------------------------------------

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫСТЫҢ ҚЫСҚАРТЫЛҒАН МӘТІНІ

Мазмұны.

Кіріспесі ..................................................................... 3

І тарау. Фазалық ауысулар. Олардың
Бірінші тектік фазалық ауысу Клапейрон-Клаузиус теңдеуі. ...........................................................................
Екінші текті фазалық ауысу Эренфест теңдеуі. ..........
ІІ тарау. Фазалық ауысудағы Ландау теориясы.
Бірінші текті фазалық ауысу. ......................................... 22

Екінші текті фазалық ауысу. ......................................... 24

ІІІ тарау. Сегнетоэлектриктердегі фазалық ауысулар (Гинзбург
теориясы). ...................................................................... 27

IV тарау. Кванттық теорияның көзқарасы арқылы
Қорытынды. ................................................................................... 37

Пайдаланылған әдебиеттер. ............................................................ 40

КІРІСПЕ

Термодинамикада фаза деп - өздерінің қасиеттері жөнінен жүйенің біртекті
Белгілі бір жағдайларда бір заттың түрліше фазалары бір-бірімен өзара
Р = f (Т)

Атап айтқанда, мысалы, сұйық пен оның қаныққан буының тепе-теңдік
Екі фазалық жүйе үшін (Р,V) диограмасында Карно циклін қарастырайық.
Изотермиялық процесс А-В заттың қайсыбір m- массасының фазалық ауысуымен
Бір заттың үш фазасы (қатты, сұйық және газ тәрізді
Термодинамикада тәжірибелерге сәйкес тепе-теңдік күйде бір заттың көп болғандығын
Бір фазадан екінші фазаға ауысу, әдетте жасырын жылу, яғни
Меншікті көлемнің секірмелі өзгерісіндігі және жасырын жылудың бөлінуіндегі немесе
Фазалық қайтымды процесстің түрлену термодинамикасының екінші заңы былай жазылады:
dS=
S2-S1= , мұндағы
Бірінші текті фазалық ауысуда
Меншікті көлемнің өзгеруінсіз және жасырын жылудың бөлінуінсіз немесе жұтылуынсыз
Бірінші текті фазалық ауысуда термодинамикалық потенциалдың өзгерісі нөльге тең.
І тарау. Фазалық ауысулар. Олардың
Егер термодинамикалық жүйеде тепе-теңдік шарттар орындалса, онда жүйенің ішкі
Фазалық ауысу процестерін зерттеудің практикаға, техникаға және теорияға маңызы
Фазалық ауысулардың территориясы қазіргі заманда екі бағытта зерттеледі. Ал,
Осы тақырыпта феноменологиялық теорияны қарастырамыз. Әр фазаның өмір сүруі
1. Фазалық ауысудағы заттың агрегаттық күйінің өзгеруінен мынандай процестерді
Фазалық ауысуларға заттың бір аллотропиялық түрден екінші түрге
Қысымға байланысты мұздың жеті түрін білеміз. Егер қысым өте
Физика мен техникада фазалық ауысулар арқылы заттың электрлік, магниттік
Қазіргі заманда оң таңбалы температурада асқын өткізгіштік қасиеті бар
Өте төменгі температурада квант механикасының заңдары орындала бастайды. Қазіргі
Фазалық ауысулардың классификациясын жүйенің физикалық қасиеттерінің өзгерісі арқылы жүргізуге
(T)=( )y - (
(Y)=( )T - (
02 0 бірақ есте болу керек.
Егер жүйенің термодинамикалық потенциялдан алынған бірінші дербес туындылары фазалық
(T)= ( )y
(Y)= ( )T -
(T,T)= ( )y
(Y,Y)=( )T - (
(T,Y)=( )T - (
(1.3), (1.4), (1.5), (1.6), (1.7) шарттары орындалатын фазалық ауысулар,
Фазалық ауысу анықталған T = T0, температурада және жалпыланған
1.1.Бірінші текті фазалық ауысу. Клапейрон – Клаузис теңдеуі.

Бірінші текті фазалық ауысу үшін термодинамикалық потенциялдың бірінші туындысы
( )y = -S және ( )T
Бірінші текті фазалық ауысудың анықтамасын өрнектеп жазсақ, мына теңдеулерді
(T) =-(S2 –S1) = - S 0
(Y) = X2 – X1 = X
бұл ауысуда жүйенің энтропиясы жалпы сыртқы параметрлері секірмелі өзгереді.
(P) =V2 –V1 = V 0
Термодинамиканың екінші бастамасына сәйкес энтропияның өзгерісі жылудың өзгерісімен байланысты
Q0= T0 S,
мұндағы Q0 –фазалық ауысудың
Термодинамиканың негізгі теңдеуінен жүйенің ішкі энергиясының өзгерісі фазалық ауысу
U =T(S2 –S1)- P(V2 –V1) 0
Бұл теңдеуде фазалық ауысу нүктесінде ішкі энергия секірмелі өзгеретінін
Ср= ( )p =T( )p,
,
- коэффиценттері де секірмелі өзгереді. График түрде анықталған нәтижені
S
T
T0
сурет.

1-сурет. Бірінші текті фазалық ауысудағы нүктеге жақын физикалық шаманың
(1.15)

Бұл жерде бірінші және
немесе )

бұдан
егер –S= ( ) еске алсақ
онда
немесе
- фазалық ауысудың жылу саны (1.17), (1.18) теңдеулері Клапейрон-
Төменгі температурада термодинамиканың үшінші бастамасына сәйкес
(1.19)

Графиктік түрде P=P(T) төменгі температурада тепе-теңдік сызығының
(1.20)

бір компонентті екі фазалық жүйеге арналған жалпы Клапейрон-Клаузиус теңдеуі.
(1.21)

онда бұл теңдеу фазалық ауысудың температурасының өзгерісін қысыммен байланыстырады.
Қайнау. Қайнау фазалық ауысуда заттың агрегаттық сұйық күйден
Бір уақытта екі фазаның /сұйық және бу/
Балқу әрбір қатты дене агрегаттық сұйық күйден өтеді, егер
Балқу қысымның өзгерісіне байланысты. Қысым өзгерген кезде балқу температурасында
1.2. Екінші текті фазалық ауысулар. Эренфест теңдеуі.

Екінші тектілі фазалық ауысу үшін фазалық ауысу нүктесінде термодинамикалық
(T) =S2 –S1 = S=0
(Y) = X2 – X1 = X=0
Екінші текті фазалық ауысуда жүйенің энтропиясы және жалпы сыртқы
Термодинамикалық потенциялдың екінші туындыларының фазалық өту нүктесіндегі өзгерісі былай
(1.23)

мұндағы фазалық ауысу нүктесіндегі меншікті жылу сыйымдылық.(1.6),(1.7)
(1.24)

(1.25)

мұндағы ;
S
T
T0
Сурет 2. Екінші текті фазалық ауысудағы нүктеге жақын физикалық
Бұл физикалық ауысуға заттың ферромагниттік күйінен парамагниттік күйіне өтуі,
Фазалық ауысу температурасы сыртқы жағдайлармен байланысты, олар өзгерсе температурада
Т0к температураға бірінші түрлі фазалық ауысу жақын
Екінші текті фазалық ауысудың екінші түрінің термодинамикалық теориясын Эренфест
Сондықтан Лопиталь ережесін пайдаланайық. Екі түрлі үлгіде жасауға болады:
Алымынан және бөлімінен температура арқылы туынды алу,

Алымынан және бөлімінен қысым арқылы туынды алу.

(1.26)

(1.27)

мұндағы - деген белгі физикалық шаманың фазалық
Бұл қатынастардан қысымнан алынған туындыдан құтылсақ онда

(1.28)

(1.28)- теңдеуі фазалық ауысу нүктесінде физикалық шамалардың секірмелі өзгерістерін
онда Эренфест теңдеуі мына түрге келеді.

(1.29)

(1.29) теңдеуі фазалық ауысу нүктесінде меншікті жылу сыйымдылықтың ұлғаюы
(1.30)

(1.31)

(1.32)

(1.30), (1.31), (1.32) - Жалпыланған Эренфест
ІІ тарау. Фазалық ауысуларға арналған Ландау
1937жылы Ландау екінші текті фазалық ауысуларға арналған жүйенің ішкі
Ландау теориясы бойынша жүйенің әр түрлі фазаларының физикалық қасиеттері
(-мыс атомы.

( - мырыш атомы.

a) реттелген фаза
Ал реттелмеген фазада керісінше. Жүйеде реттелген фазадан реттелмеген фазаға
Реттелген фазаға тордың түйіндерінде мыс атомдарының орналасуы W(Cu)=1, ал
Мұндағы W(Cu) және W(Zn)- кристалдық торда мыс
W(Cu)=1, W(Zn)=0 және
Реттелген фазаға мынандай кристалдық торда жатады: оның түйіндерінде мырыш
Реттелген фазаға белгілі орында мыс және мырыш атомдарының орналасуының
Ландау теориясында реттік параметр маңызды шамаға жатады. Теорияның негізгі
Ф(P,T, ()= Ф(P,T,O)+

(2.2) (=0
Ф(P,T, ()=
Бұл жердегі Ф0=ф(P,T,O)
(2.3) өрнегі Ландау теориясында негізгі деп саналады. Тепе-теңдікте термодинамикалық
(2.4)

(2.4)-ті (2.3)-ке қолдансақ, онда мынандай теңдеу аламыз:

немесе
Бұл теңдеудің екі шешімі бар:

(=0 (2.5)
Бірінші шешімі Кюри нүктесінде температурасы жоғары реттелмеген фазаға, ал
Сонымен (2.3) термодинамикалық потенциялдың жіктелуінде жүйе екі (реттелген
(2.7)

Реттелген фазаға (2.7)–ден шығады.

(2.8)

егер T>T0 болса, онда
Реттелген фазаға:

(2.9)

егер ТТ0 – фазалық ауысудың температурасы. Сонымен екі шешімді біріктіріп
(2.10)

Онда фазалық ауысу нүктесінде Кюри температурада
(2.11)

(2.11) –ді Кюри температурасының анықтамасы деп санауға болады.
(2.12)

2.11 –ді еске алсақ ол
(2.13)

2.8-ден оң таңбалы шама екенін көреміз.
ол екенін еске алсақ, онда 2.6-дан
көп жағдайда Кюри температурасының айналасында аз
Екінші текті фазалық ауысуда термодинамикалық тепе-теңдікте реттік параметр мына
Қарастырсақ онда , реттік параметрдің квадраты температураның (Т-Т0) айырмасына
Ф=Ф0+ (2.16)

Онда энтропия.

(2.17)

- реттелмеген фазаға жатады.

(2.17) ден көрініп тұр: Кюри нүктесінде екінші текті фазалық
Ср= (2.18)

Ср0- реттелмеген фазаның меншікті жылу сыйымдылығы. Онда Т=Т0 температурада
(2.19)

пен 2.19 біріктірсе, онда.
Т=Т0 –жағдайда екінші текті фазалық ауысу бірінші текті фазалық
Критикалық Кюри нүктесіне жақын екінші текті фазалық уысуда қарастырамыз.
(2.21)

Осы жағдайда энтропия үшін 2.17 қатынасты, ол реттік параметр
S=S0-
Кюри нүктесі жақын және
мұндағы
Меншікті жылу сыйымдылығы үшін мына теңдеуді аламыз:

(2.23)

(2.22)- теңдеулердің бірінші бөлігінің соңғы мүшесі нүктесінде
Cp=
Критикалық Кюри нүктесінде жақын бірінші текті фазалық ауысуды қарастырайық.
Ф(()=Ф(0)=Ф
Сондықтан термодинамикалық потенциял төмендегідей өрнектеледі.

(2.25)

2

2
(2.26) теңдеуден мынаны аламыз.

(2.27)

түбірдің алдындағы алу таңбасы бірінші текті фазалық ауысу үшін
(2(T)=
(2.27) теңдеуді пайдаланып

(2(T0)=
бұдан:

3 (2.30)
Бірінші текті фазалық ауысу үшін.

(2.31)

және екінші текті фазалық ауысудан ,
S=S0- (2.32)

Фазалық ауысу жылуы.

(2.33)

ІІІ-тарау. Сегнетоэлектриктердегі фазалық ауыслар.

Заттардың сыртқы өрісі болмағанда өздігінен поляризациялана алатын тобы бар.
Кәдімгі диэлектрліктерде ( бірінші, ол айырықша жағдайда бірнеше ондаған
Диэлектрлік өрістің өріс кернеулігіне байланыстылығы сызықтық /сызықсыздық/ болып табылады.
Өріс өзгерістерінде Р поляризация векторының мәндері Е өріс кернеулігінен
Сегнетоэлектиктердің поляризасиялану тәртібі ферромагнетиктердің магниттелу тәртібіне ұқсас. Осы себептен
Совет физигі Б.М.Вул мен оның қызметтестері ашқан сегнетоэлектрик- барий
Заттың сегнетоэлектрикалық қасиеттері температураның белгілі бір аймағында ғана байқалады.
Сегнетоэлектрикалық екінші текті фазалық ауысуды қарастырайық. Кернеулігі Е сыртқы
Ф=Ф0+ (3.1)

Мұндағы - қысым және температура мен байланысты
F=Ф+Е(= (3.2)

Электр өрісі жоқ кезде бос энергия термодинамикалық потенциялға тең
(3.3)

жалпы жағдайда электр өрісті еске алғанда поляризация
(3.4)

Әлсіз электр өрісте сегнетоэлектрикалық фазада мына
(3.5)

Ал энтропия 2.16 теңдік бойынша мына түрге өзгереді:

S=S0- (3.6)

S0-параэлектрикалық фазаның энтропиясы.

Меншікті жылу сыйымдылықтың секірмелі өзгерісі мен және Кюри температурасымен
(3.7)

Фазалық ауысуларға арналған термодинамикалық теорияны қолданып, диэлектрлік өтімділіктің температураға
(3.8)

сегнетоэлектрикалық Кюри нүктесінен жоғары (T>T0) жағдайда параэлектрикалық фазада
индуктивті поляризация мына қатынасқа тең.

(3.9)

Осы теңдеуді қолданып мына теңдеуді аламыз.

E=2 (3.10)

Осыдан немесе
(3.11)

Фазалық ауысу нүктесіне жақын сегнетоэлектриктер үшін
(3.12)

(3.12)-ні Кюри-Вейсс заңы деп атайды.

Сегнетоэлектрикалық Кюри нүктеден төмен жағдайда (TФазалық ауысу нүктесінің айналасында E >>1

онда E (T)= -
3.12 мен 3.13 -ті біріктіріп қарастырсақ,

онда.
Осы қатынасты Гинзбургтің «екі»-сі деп атап кеткен. Көп жағдайда
(3.15)

Диэлектрлік өтімділіктің кері шамасы (Т-Т0)- температураның айырымына пропорционал. Бірінші
Ф ФS 1/ E

Ф

Т0
Сегнетоэлектрикалық Кюри нүктесін жоғары >0 жағдайда термодинамикалық
Кюри нүктесінен төмен Егер екінші текті фазалық ауысуға жатса, онда кризистік Кюри
(3.16)

Қазіргі заманда кейбір сегнетоэлектриктерде бірінші текті фазалық ауысулар байқалатыны
Сегнетоэлектрикалық бірінші текті фазалық ауысуларда спонтандық поляризация секірмелі өзгереді.
(3.17)

Бірақ Т =( температурада былай болады.

(3.18)

Бұл жағдайда Кюри нүктеден жоғары болғанда диэлектрлік өтімділікке (3.12)
(3.19)

Ал шекті (T жағдайда.

E1(T )
Егер Т температураны төменгі шама жақтан –ға
E2(T ) (3.21)

Т = болған жағдайда,
(3.22)

Бірінші текті фазалық ауысуда кризистік Кюри нүктесіне жақындаған сайын
ІV-тарау.

Кванттық теорияның көзқарасы арқылы сегнетоэлектрикалық

фазалық ауысуларды зерттеу.

Сегнетоэлектрлік кристалдарда дипольдік момент сыртқы электр өрісінің қатысуымен де
Сегнетоэлектрикалық кристалдарды 2 топқа бөлуге болады: реттелген және ығысқан.
(4.1)

Мұндағы gn –коэффицентті температураға туелді. Поляризация шамасы Р жылулық
F(T,E) электр өрісінде тепе –теңдік поляризацияда мына шарт орындалады:

(4.2)

сегнетоэлектрикалық күйді алу үшін g2 коэффисентті P2
g2= (4.3)

мұндағы -тұрақты, ал T0 өту температурасына тең
(4.4)

(4.5)

Егер T>>T0 болса, (4.4)теңдеудің түбірі жалғыз, және
Егер T(4.6)

екінші текті фазалық ауысуда поляризацияға өту температурасында нольге үздіксіз
(4.7)

бұл жерде PS=0 немесе

(4.8)

пароэлектрикалық және сегнетоэлектрикалық фазалардың еркін энергиялары өту температурасы арқылы
(4.9)

(CГC) E(T>Tc)=1+4
(4.10)- теңдеудің нәтижесінде екінші текті фазалық ауысуда T0=Tc
Т0 (4.3) қатыспен, ал Тc – температура
(4.11)

Мұндағы -толқнды векторға жақын оптикалық фанонның
Ba Ti O3 сегнетоэлектрик 240С-та өте төмен жиілікті қабылдайды.

Егер ауысу сегнетоэлектрикалық күйде бірінші текті фазалық ауысу болса,
Қорытынды

Қарастырған тақырыпта сегнетоэлектрикалық кристалдарда, фазалық ауысулар заттың ішкі құрылысымен
Пайдаланылған әдебиеттер.

С.Э.Фриш, А.В.Тиморева. Жалпы физика курсы. –Алматы: Мектеп, 1970жыл.

И.В.Савельев. Жалпы физика курсы. -Алматы: Мектеп, 1977ж.

Ч.Киттель. Квантовая теория твердого тела. –Москва: Наука, 1967ж.

Ч.Киттель. Введение в физику твердого тела. -Москва: Наука, 1978ж.

Ч.Киттель. Статическая термодинамика. –Москва: Наука 1977ж.

Б.Н.Ролов. и В.Э.Юркевич. Лекции по термодинамике и статистике.- Рига,
В.Ф. Леонова. Термодинамика. –Москва: Высшая школа, 1968г.

Ж.Абдуллаев. Жалпы физика курсы. –Алматы: Ана тілі, 1991ж.

Б.Арызханов. Жалпы физика курсы. -Алматы: Мектеп , 1988ж.

А.С.Давыдов. Квантовая механика. –Москва: Наука, 1973г.

Ландау Л.Д., Ливишц Е.М. Теоретическая физика, т.З. Квантовая механика.
А.А.Соколов, И.М.Тернов, В.Ч.Жуковский. Квантовая механика. -Москва: Наука, 1979г...
19





Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Полужирный Наклонный текст Подчеркнутый текст Зачеркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
Введите код: *


Бұл сайтта Қазақстанның түкпір-түкпірінен жиналған қазақ тіліндегі рефераттар мен курстық және дипломдық жұмыстар ұсынылған. Қазіргі таңда www.topreferat.com.kz сайтының қазақ тіліндегі жұмыстар базасы бүкіл интернеттегі ең үлкен база болып табылады! Біздің базадағы жұмыстар саны 15000-нан асады. Біз бұл жетістікпен тоқтап қалмаймыз! Біз базамызды одан әрі толықтырамыз.
» » Сегнетоэлектрлік заттардағы фазалық ауысуларға арналған Гинзбург теориясы физика диплом жұмысы

© 2011-2016 Скачать бесплатно на topreferat.com.kz курсовые, дипломные и рефераты на телефон, на планшет и на компьютер.
При копировании материала активная ссылка на источник обязательна.


Мнение посетителей:
 

После 9 класса Вы:

Пойду в 10, 11, закончу школу полностью
Пойду в Колледж
Пойду в ПТУ
Пойду работать
Снова пойду в 9 класс

 
 
Похожие:
  • Ерітінділер
  • Металл оксидтері қоспаларының стронций цирконатынан жасалған керамиканың эл ...
  • Тозаңды плазмада болатын фазалық ауысулар процессін тәжірибеде зерттеу дипл ...
  • Жылу өткізгіштік теориясының негіздері диплом жұмысы
  • Қатты денелердегі электр өткізгіштік бөлімін компьютердің қолдануымен орта ...
  • Полимердің құрылымы (құрылыс ерекшеліктері, изомерия, молекулярлы-массалық ...
  • Сегнетоэлектрикалық кристалдардағы Ландау-Гинзбург теориясы курстық жұмыс
  • Фазоайналдырғышы бар синусоидалды сигналдар генераторын есептеу курстық жұм ...
  • Рентген сәулелері курстық жұмыс
  • Металлографиялық талдау әдісі курстық жұмыс
  • Магнитті оптикалық жинақтағыштар курстық жұмыс
  • Жылу аппараттары курстық жұмыс
  • Бағдаршаммен реттеу курстық жұмыс
  • Асинхронды қозғалтқыштар курстық жұмыс
  • Полимерлердің жылуфизикалық қасиеттері реферат
  • Электрод поляризациясы. Аса кернеу реферат
  • Металдардың фазалық құрамы реферат
  • Қабаттағы мұнай газ реферат
  • Биологиялық мембрана реферат
  • Топырақтың фазалық құрамы реферат