Getaran Termal

Rapat Moda getar per satuan volume bahan untuk setiap satuan selang frekuensi

Panas Jenis Kristal (Eistein)

• Perilaku Cv dengan T dikaitkan dengan vibrasi atom-atom suatu kisi kristal, oleh karena itu ditentukan oleh sifat getaran atom-atom tsb.

• Suatu teori yang mampu meramalkan perilaku Cv sebgai fungsi T yg sesuai dengan hasil eksperimen akan memberikan gambaran mengenai sifat dan mekanisme getaran atom-atom dal kisi kristal.

• Teori yg sesuai dengan eksperimen akan dianggap benar

Getaran TermalGelombang Elastistik dan Rapat Moda getar dalam Padatan Sinambung (Hukum Klasik)

Landasan Teori• Hanya dapat menerangkan harga Cv padatan

pada suhu ruang atau lebih tinggi, namun tidak mampu menerangkan hasil eksperimen bahwa :(a).(b). Pada T yang sangat tinggi

• Einstein mengembangkan suatu teori yg menghipotesakan sifat getaran atom-atom kisi sebagai berikut :a. atom-atom kristal merupakan osilator independen yg masing-masing dpt memiliki energi diskrit

• Sebaran energi osilator untuk harga energi yg diperkenalkan mengikuti distribusi bolzman,

• Terlihat bahwa• Apabila suhu T sangat rendah, maka sehingga Cv menjadi :

Atau berubah lebih cepat dari pada T3

- Bagaimana ramalan Cv sebagai fungsi T pd suhu yg sangat rendah : kurang sesuai dgn pengamatan eksperimen

Teori Debye (Perilaku Cv)

(a)Atom suatu kristal merupakan osilator-osilator yg saling berkaitan sangat kuat yg bergetar denga frekuensi dari w=0 sampai harga max WD.harga frekuensi max ditentukan oleh jumlah moda getar yg diperkenakan dlm kristal yg bersangkutan.

(b) atom-atom ini bergetar secara kolektif karena adanya ikatan yang kuat abtara sesamanya

(c).sebaran energi osilator mengikuti staistik bose-einstein

• Untuk menerangkan prilaku Cv =Cv(T). Debye menghipotesakan bahwa atom-atom suatu kisi kristal melakukan getaran termal sbb:

Panas jenis

Resume :a. Untuk suhu rendah, apabila

atau maka

b. Apabila T tinggi, atau atauMaka : Cv=3R