Дебая - Уоллера фактор. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Дебая - Уоллера фактор (иногда Дебая-Валлера)-безразмерный коэффициент W, характеризующий влияние колебаний кристаллической решетки (фононов) на процессы рассеяния или излучения в кристалле без отдачи. Д--У. ф. определяет температурную зависимость вероятности процессов, при к-рых импульс передаётся кристаллу как целому без изменения состояния системы фононов: упругого когерентного рассеяния рентг. лучей,

-квантов и нейтронов в кристалле (брэгговское рассеяние), а также резонансного испускания и поглощения

-квантов (Мёссбауэра эффект ).Наличие тепловых колебаний кристаллич. решётки уменьшает интенсивности этих процессов:

где I₀ - интенсивность рассеяния на жёсткой решётке, ехр(-W)-Д--У. ф., к-рый определяется усреднённым матричным элементом:

Здесь

-смещение n-го атома относительно положения равновесия, P - импульс, передаваемый кристаллу (изменение импульса частиц при брэгговском рассеянии или импульс излучаемого

-кванта), волновая функция

описывает фононное состояние кристалла (* означает комплексное сопряжение), а черта над матричным элементом означает усреднение по всем возможным фононным состояниям при заданной температуре. При малых смещениях атомов из положения равновесия выражение (2) упрощается; W оказывается пропорц. ср. квадрату смещения атомов. Так, для одноатомного кубич. кристалла:

Д--У. ф. экспоненциально зависит от температуры T и, подобно др. термодинамич. функциям кристалла (напр., теплоёмкости), задаваемым состоянием фононной системы, является интегральной характеристикой фононного спектра и может быть выражен через плотность фононных состояний g(w) (

- частота). Для одноатомного кубич. кристалла:

где M - масса атомов, образующих кристалл. В предельном случае низких или высоких температур (по сравнению с Дебая температурой

) Д--У. ф. с хорошей точностью вычисляется в соответствии с Дебая теорией твёрдого тела. При этом для кубич. кристалла при высоких темп-pax

(в пренебрежении различием трёх скоростей звука):

. Предельное значение

при

определяется нулевыми колебаниями решётки, причём след. температурная поправка к величине W пропорц.

Д--У. ф. при высоких темп-pax можно оценивать по ф-ле:

, где Т_пл - темп-pa плавления кристалла, а безразмерный параметр х определяет, какую долю от размера элементарной ячейки составляет ср. квадрат теплового смещения атомов в точке плавления; для большинства твёрдых тел x~0,2-0,25.

При описании эффекта Мёссбауэра величину, аналогичную Д--У.ф., часто наз. фактором Лэмба - Мёссбауэра.

Литература по Дебая - Уоллера фактору

Знаете ли Вы, в чем фокус эксперимента Майкельсона?

Эксперимент А. Майкельсона, Майкельсона - Морли - действительно является цирковым фокусом, загипнотизировавшим физиков на 120 лет.

Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.

В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.

Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.