2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Задача по решеточной теплопроводности алмаза
Сообщение16.09.2019, 22:22 


22/09/16
15
Доброго времени суток! Укажите, пожалуйста, на ошибку в моем решение задачи. Уже два дня не могу понять что делаю не так.

Искусственный алмаз, выращенный из изотопически чистого углерода $ C_{12} $, обладает при комнатной температуре теплопроводностью $\chi$ $= 25$ Вт/(см·К). Теплопроводность же алмаза, выращенного из естественной смеси изотопов (с 1%-ым содержанием изотопа $ C_{13} $), на 1% меньше. Оценить длину свободного пробега фононов, обусловленную рассеянием на дефектах, роль которых играют атомы $ C_{13} $. Температура Дебая алмаза $\Theta$= 2250 К, скорость звука $S = 17,5$ км/с, ребро элементарного куба решетки алмаза, содержащего 8 атомов, равно $a =3,57$ Å.

Моё решение:

Для длины свободного пробега в "дефектном" алмазе $\lambda_{dia}$ получим:

$\frac{1}{\lambda_{dia}}$ $= \frac{1}{\lambda_{C_{12}}}$ $+\frac{1}{\lambda_{C_{13}}} $

$\chi_{dia}$$ =0,99\cdot\chi$ $ =\frac{1}{3}C\cdot\lambda_{dia}$ $\cdot S$

$\chi$ $=\frac{1}{3} \cdot C\cdot\lambda_{C_{12}}$ $\cdot S$

Фононная теплоемкость для случая $T<<\Theta$

$C=\frac{12}{5}\cdot\pi^{4}\cdot n\cdot k_{b} \cdot (\frac{T}{\Theta})^{3}$

После выражения требуемой длины свободного пробега получаю

$ \lambda_{C_{13}} = 297 \cdot \cfrac{\chi \cdot 5 \cdot a^3}{S\cdot 12 \cdot k_{b} \cdot\pi^{4} \cdot 8}\cdot (\frac{\Theta}{T})^3 $

В ответе стоит

$ \lambda_{C_{13}} = \cdot \cfrac{\chi \cdot 15 \cdot a^3}{S\cdot 48 \cdot k_{b} \cdot\pi^{4} \cdot}\cdot (\frac{\Theta}{T})^3 $

Я не могу ни ответ получить, ни понять его: как при изменении теплопроводности всего на 1 % у нас может получаться длина свободного пробега, обусловленная атомами $C_{13}$, сравнимая с длиной свободного пробега на чистом $C_{12}$ (если её посчитать она в 2 раза всего меньше будет).

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача по решеточной теплопроводности алмаза
Сообщение16.09.2019, 22:48 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Простите, а что такое у вас $\lambda_{C_{12}}$ и $\lambda_{C_{13}}$?

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача по решеточной теплопроводности алмаза
Сообщение17.09.2019, 08:57 


22/09/16
15
$\lambda_C_{12}$ - Длина свободного пробега фононов в изотопически чистом алмазе (только атомы $C_{12}$)

$\lambda_C_{13}$ - Длина свободного пробега фононов, обусловленная рассеянием на атомах $C_{13}$ в алмазе природного происхождения

$\lambda_C_{dia}$ - Длина свободного пробега фононов в алмазе природного происхождения, с учетом всех типов рассеяния

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 3 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group