Modelo de Einstein

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>Model

ID:(1202, 0)



Comparación entre modelos

Definition

Si se consideran los modelos clásicos, de Einstein y de Debye para

- el logarimo de la función partición
- la energía interna
- el calor específico
- la entropia

se obtienen las siguientes dependencias de la temperatura:

ID:(9560, 0)



Modelo de Einstein

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Variables

Symbol
Text
Variable
Value
Units
Calculate
MKS Value
MKS Units
$\beta$
beta
Beta
kg m/s
$k_B$
k_B
Constante de Boltzmann
J/K
$\hbar$
hbar
Constante de Planck dividida por $2\pi$
J s
$\sigma$
sigma
Densidad de modos del solido
s
$\sigma_E$
sigma_E
Densidad de modos del solido de Einstein
s
$V_0$
V_0
Energía macroscopica, deformación y constitución
J
$V_0$
V_0
Energía potencial de deformación macroscopica
J
$\omega$
omega
Frecuencia angular
rad/s
$\omega_E$
omega_E
Frecuencia angular propia de Einstein
1/s
$\ln Z$
ln Z
Logaritmo de la función partición del solido de Einstein
-
$N$
N
Numero de partículas
-
$T$
T
Temperatura
K
$\Theta_E$
Theta_E
Temperatura de Einstein
K

Calculations


First, select the equation:   to ,  then, select the variable:   to 

Symbol
Equation
Solved
Translated

Calculations

Symbol
Equation
Solved
Translated

 Variable   Given   Calculate   Target :   Equation   To be used



Equations


Examples

La integraci n de la funci n partici n del modelo b sico de un solido que es con list=3896

equation=3896



depende de la distribuci n de modos \sigma(\omega)d\omega.

Una aproximaci n relativamente simple es la de asumir que todos los osciladores tengan la misma frecuencia angular. Por ello con list

equation

El modelo se debe a Einstein por lo que la frecuencia angular \omega_E lleva su nombre.

La distribuci n de modos \sigma_E(\omega)d\omega tiene que cumplir que la suma de todos los modos debe ser igual a los grados de libertad que son 3N.

Por ello con list se debe dar

equation

Si se introduce con list=9536 en la condici n

equation=9536



la distribuci n con list=9535

equation=9535



se obtiene con list el factor de distribuci n

equation

La distribuci n con list=9535

equation=9535



con list=9537 la condici n

equation=9537



se obtiene la distribuci n de frecuencias angulares de Einstein con list

equation

En el modelo de Einstein la energ a m nima, que es con list=9540 igual a

equation=9540



se reduce con la distribuci n de Einstein con list=9538

equation=9538

a

equation

Con el logaritmo de la funci n partici n es con list=3896

equation=3896



y la distribuci n de Einstein es con list=9538

equation=9538



se obtiene la funci n partici n con list

equation

Para simplificar el calculo se introduce la llamada temperatura de Einstein con list

equation

Los valores t picos de la temperatura de Einstein para distintos materiales se listan a continuaci n (valores calculados de los largos de onda de Einstein de su publicaci n)

Elemento$\lambda_E$ [$\mu$]$\omega_E$ [$1/s$]$\Theta_E$ [$K$]
$S,P$424.49e+13343.0
$Fl$335.71e+13436.5
$O$218.98e+13685.9
$SiO_2$209.42e+13720.2
$B$151.26e+14960.3
$H$131.45e+141108.0
$C$121.57e+141200.4

La funci n partici n con list=9539

equation=9539

con

equation=13263



se puede reescribir con la temperatura de Einstein con list=9543

equation=9543



con la definici n de la energ a m nima con list=9541

equation=9541



como con list

equation

En el limite de altas temperaturas, la funci n partici n con list=9551

equation=9551



se puede expandir en serie de Taylor de \Theta_E/T lo que en tercer orden con list es

equation

Si se consideran los modelos cl sicos, de Einstein y de Debye para

- el logarimo de la funci n partici n
- la energ a interna
- el calor espec fico
- la entropia

se obtienen las siguientes dependencias de la temperatura:

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