[shr_alg]

السلاآمـ عليكمـ و رحمه الله و بركآته


أوّد منكمـ إخوآني / أخوآتي أن تجيبوا عن سؤآلي هذآ


من فضلكمـ ،، لن يأخذ الوقت الكثير ،،


هو عبآره عن بحث وثائقي :


ابحث عن الحالة الفيزيائية للمادة عند T = 0 K (نظريا)

هل يمكن ذلكـ ؟ و هل لهذه الظروف معنى فيزيائي ؟

ماذا يحدث للمادة و لماذا ؟

[wissal 12]

اريد حل هذا السوال

[omar eid]

في درجات حرارة قريبة من 0 K، الحركة الجزيئية تقريبا كل توقف وΔ S = 0 لأي عملية ثابت الحرارة ، حيث S هو الكون . في مثل هذه الظروف، يمكن أن المواد النقية (المثالية) تشكيل الكمال بلورات كما T → 0. ماكس بلانك شكل الصورة قوية من القانون الثالث للديناميكا الحرارية ينص الكون من بلورة مثالية يختفي عند مستوى الصفر المطلق. الأصلي نرنست الحرارة نظرية يجعل المطالبة أضعف وأقل إثارة للجدل أن تغير الكون لأي عملية متساوي تكاد تقترب من الصفر كما → T 0:

وهذا يعني أن الكون من الكريستال الكمال ببساطة تقترب قيمة ثابتة.
و الفرضية نرنست يحدد ذو حرارة ثابتة T = 0 كما تتزامن مع adiabat S = 0، على الرغم من الأيسوثرم وadiabats أخرى متميزة. كما لا اثنين adiabats تتقاطع، لا يمكن لadiabat أخرى تتقاطع وT = 0 حرارة ثابتة. وبالتالي أي عملية ثابت الحرارة بدأت في درجة حرارة صفرية يمكن أن يؤدي إلى درجة حرارة الصفر. (≈ كالين، ص 189-190)
تأكيدا أقوى هو أن من المستحيل بأي إجراء للحد من درجة حرارة النظام إلى الصفر في عدد محدود من العمليات. (≈ غوغنهايم، ص 157)
بلورة مثالية هي واحدة فيها الداخلية شعرية هيكل تمتد دون انقطاع في جميع الاتجاهات. يمكن تمثيل النظام المثالي من خلال متعدية التماثل على ثلاثة (وليس عادة متعامد ) محاور . كل عنصر من هيكل شعرية هي في مكانها الصحيح، سواء كانت ذرة واحدة أو تجمع الجزيئي. لل مواد التي لها اثنين (أو أكثر) الأشكال البلورية مستقرة، مثل الماس و الغرافيت لل الكربون ، وهناك نوع من "الانحطاط الكيميائية". يبقى السؤال ما إذا كان يمكن أن يكون كل من الصفر في الكون T = 0 على الرغم من كل ما أمر تماما.
بلورات الكمال أبدا أن يحدث في الواقع العملي؛ عيوب، وحتى المواد غير متبلور بأكمله، لمجرد الحصول على "المجمدة في" في درجات حرارة منخفضة، لذلك التحولات إلى أكثر الدول استقرارا لا تحدث.
باستخدام نموذج ديباي ، و الحرارة النوعية والكون من الكريستال النقي تتناسب مع T 3، في حين أن المحتوى الحراري و الكيميائية المحتملة تتناسب مع T 4. (غوغنهايم، ص 111) إسقاط هذه الكميات نحو T = 0 على الحد من القيم والنهج مع صفر المنحدرات. لارتفاع درجات الحرارة معينة على الأقل، قيمة الحد نفسه هو بالتأكيد الصفر، كما أثبتته التجارب لأقل من 10 ك. حتى أقل تفصيلا نموذج أينشتاين يظهر هذا الانخفاض الغريب في ارتفاع درجات الحرارة المحددة. في الواقع، كل ارتفاع درجات الحرارة محددة تتلاشى عند الصفر المطلق، وليس فقط تلك البلورات. وبالمثل لمعامل التمدد الحراري . العلاقات ماكسويل تبين أن كميات أخرى مختلفة تختفي أيضا. هذه الظواهر كانت غير متوقعة.
منذ العلاقة بين التغيرات في الطاقة الحرة جيبس (G)، والمحتوى الحراري (H) والكون هو

وبالتالي، كما يقلل T، G Δ Δ H والاقتراب بعضها البعض (ما دام يحدها Δ S). تجريبيا، وتبين أن جميع العمليات العفوية (بما في ذلك التفاعلات الكيميائية ) يؤدي إلى انخفاض في G لأنها المضي قدما نحو التوازن . إذا Δ S و / أو تي صغيرة، وحالة Δ G <0 قد يعني أن Δ H <0، التي من شأنها أن تشير إلى وجود الطاردة للحرارة التفاعل. ومع ذلك، هذا غير مطلوب؛ ماص للحرارة يمكن أن ردود الفعل المضي قدما بشكل عفوي إذا مصطلح T Δ S كبيرة بما فيه الكفاية.
علاوة على ذلك، سفوح المشتقات من Δ Δ H G وتتلاقى وتساوي الصفر في T = 0. هذا يضمن أن Δ Δ G وH هي نفسها تقريبا على مجموعة كبيرة من درجات الحرارة ويبرر تقريبي التجريبية مبدأ تومسن وترتيل، التي تنص على أن حالة التوازن التي تشرع نظام هو الذي يتطور أكبر قدر من الحرارة ، أي عملية الفعلي هو الأكثر الطاردة للحرارة. (كالين، ص 186-187)
نموذج واحد أن تقدر خصائص من الإلكترون الغاز في الصفر المطلق في المعادن هو غاز فيرمي . الإلكترونات، ويجري الفرميونات ، يجب أن تكون في مختلف الدول الكم، الأمر الذي يؤدي إلى الحصول على الإلكترونات نموذجية عالية جدا السرعات ، حتى في الصفر المطلق. ويطلق الحد الأقصى للطاقة أن الإلكترونات يمكن أن يكون في الصفر المطلق لل طاقة فيرمي . في درجة حرارة فيرمي يعرف بأنه الحد الأقصى هذه الطاقة مقسوما ثابت بولتزمان، وغير من أجل من 80،000 K لكثافة الإلكترون نموذجية وجدت في المعادن. لدرجات حرارة أقل بكثير من درجة حرارة فيرمي، الإلكترونات تتصرف في تقريبا بنفس الطريقة كما في الصفر المطلق. هذا ما يفسر فشل الكلاسيكية نظرية التوزع المتساوي للمعادن التي استعصت علماء الفيزياء الكلاسيكية في أواخر القرن 19th.
العلاقة مع المكثفات بوس آينشتاين
المقال الرئيسي: بوس آينشتاين المكثفات


بيانات السرعة العالية توزيع الغاز من الروبيديوم الذرات عند درجة حرارة في غضون بضعة أجزاء من البليون من درجة فوق الصفر المطلق. اليسار: قبل ظهور كثافة بوز آينشتاين. مركز: بعد ظهور المكثفات. الحق: بعد مزيد من التبخر، وترك عينة من المكثفات الخالص تقريبا.
A كثافة بوز آينشتاين (BEC) هي حالة المادة من الغاز مخفف من التفاعل ضعيفة البوزونات محصورة في الخارجية المحتملة وتبريده لدرجات حرارة قريبة جدا من الصفر المطلق. في ظل هذه الظروف، وجزء كبير من البوزونات تحتل أدنى الدولة الكم من إمكانات الخارجية، الذي الآثار نقطة الكم تصبح واضحة على نطاق والعيانية . [4]
وكان من المتوقع هذه الدولة من المسألة الأولى ساتيندرا ناث بوز و ألبرت أينشتاين في 1924-1925. أرسلت بوس أول ورقة لاينشتاين على إحصاءات الكم من الكميات ضوء (تسمى الآن الفوتونات ). وقد أعجب أينشتاين، وترجم ورقة نفسه من الإنجليزية إلى الألمانية وتقديمه لبوس إلى Zeitschrift FÜR Physik التي نشرت ذلك. آينشتاين ثم مددت الأفكار بوس لجزيئات المواد (أو المسألة) في ورقتين الأخرى. [5]
في وقت لاحق من سبعين عاما، أول الغازية المكثفات كانت تنتجها اريك كورنيل و كارل ويمان في عام 1995 في جامعة كولورادو في بولدر نيست - جيلا المختبر، وذلك باستخدام الغاز من الروبيديوم ذرات تبريده الى 170 nanokelvin (NK) [6] (1.7 × 10 -7 K). [7]
ودرجات الحرارة الباردة سجل 450 ± 80 PK في كثافة بوز آينشتاين وقد تحقق (BEC) من ذرات الصوديوم في عام 2003 من قبل باحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . [8] ويرتبط الجسم الأسود (الابتعاثية الذروة) الطول الموجي الكيلومترات 6،400 هو تقريبا نصف قطرها من الأرض.