6.爱因斯坦的固体比热说
杜隆-珀替定律很容易用假设每克分子固体元素含有A(阿伏伽德罗常数)个谐振子来解释。能量均分定理给每个振子分到等量的动能3/2kT;在谐振子的情况下,还有一个来自于势能的等量能量,平均来说,它等于动能。因此,在一个克分子中的总能量是:
克分子热容为dE/dT=3R。
如果使振子量子化,它们的每个自由度上的平均能量是:(https://www.daowen.com)
式中,x=hv/kT。这个公式已经在附录2中出现过,即方程式(10)。
这样,固体的克分子热容为:
这一公式与实验结果符合得相当好,但需要作重大的改进。主要是因为频率v必须用整个频谱来替代。
P.德拜发展了一个好得多的近似方法,把这个频谱问题考虑了进去。