Perbezaan utama antara model Debye dan Einstein ialah model Debye menganggap getaran kekisi atom sebagai fonon dalam kotak manakala model Einstein menganggap pepejal sebagai banyak pengayun harmonik kuantum individu yang tidak berinteraksi.
Istilah model Debye dan model Einstein digunakan terutamanya dalam kimia fizikal, berkenaan dengan sifat termodinamik pepejal. Model Debye dinamakan demikian sempena nama saintis Peter Debye pada tahun 1912. Model Einstein dinamakan sempena Einstein yang mencadangkan teori asal pada tahun 1907.
Apakah Model Debye?
Model Debye ialah kaedah yang dibangunkan oleh saintis Peter Debye untuk menganggarkan sumbangan fonon kepada haba tentu dalam pepejal. Istilah ini datang di bawah termodinamik dalam kimia fizik keadaan pepejal. Fonon boleh ditakrifkan sebagai pengujaan kolektif dalam susunan berkala, anjal atom atau molekul dalam jirim pekat (khususnya keadaan pepejal dan cecair). Istilah haba tentu, sebaliknya, merujuk kepada muatan haba bahan dibahagikan dengan jisim bahan (atau, ia adalah jumlah tenaga yang mesti ditambah sebagai haba kepada satu unit jisim bahan untuk naikkan satu unit suhu).
Model Debye, tidak seperti model Einstein, menganggap getaran kekisi atom pepejal sebagai fonon dalam kotak. Model ini boleh meramalkan dengan tepat pergantungan suhu rendah kapasiti haba yang berkadar dengan T3 (undang-undang Debye T3).
Rajah 01: Perbandingan Model Debye dan Einstein
Kita boleh menerangkan model Debye sebagai keadaan pepejal yang setara dengan hukum Planck bagi sinaran badan hitam. Undang-undang sinaran badan hitam Planck menganggap sinaran elektromagnet sebagai gas foton, tetapi model Debye menganggap getaran atom sebagai fonon dalam kotak.
Apakah Model Einstein?
Model Einstein ialah kaedah yang dibangunkan oleh Einstein pada tahun 1907 berdasarkan dua andaian: setiap atom dalam kekisi pepejal bertindak sebagai pengayun harmonik kuantum 3D bebas dan semua atom berayun dengan frekuensi yang sama. Oleh itu, model Einstein adalah kaedah berasaskan pepejal yang bertentangan dengan model Debye. Andaian bahawa pepejal mempunyai ayunan bebas adalah sangat tepat. Ayunan ini ialah gelombang bunyi atau fonon yang merupakan mod kolektif yang melibatkan banyak atom. Walau bagaimanapun, mengikut model Einstein, setiap atom berayun secara bebas.
Rajah 02: Graf Menunjukkan Model Einstein untuk Pepejal
Mengikut model Einstein, kita dapat memerhatikan bahawa haba tentu pepejal menghampiri sifar secara eksponen pantas pada suhu rendah. Ini berlaku kerana semua ayunan mempunyai satu frekuensi sepunya. Tingkah laku yang betul diterangkan kemudian dalam model Debye sebagai pengubahsuaian model Einstein.
Apakah Perbezaan Antara Model Debye dan Einstein?
Model Debye dan Einstein ialah konsep termodinamik dalam kimia fizikal. Perbezaan utama antara model Debye dan Einstein ialah model Debye menganggap getaran kekisi atom sebagai fonon dalam kotak manakala model Einstein menganggap pepejal sebagai banyak pengayun harmonik kuantum individu yang tidak berinteraksi.
Di bawah maklumat grafik meringkaskan perbezaan antara model Debye dan Einstein.
Ringkasan – Model Debye lwn Einstein
Model Debye dan Einstein ialah konsep termodinamik dalam kimia fizikal. Perbezaan utama antara model Debye dan Einstein ialah model Debye mengurangkan getaran kekisi atom sebagai fonon dalam kotak manakala model Einstein menganggap pepejal sebagai banyak pengayun harmonik kuantum individu yang tidak berinteraksi.
