Критичні індекси

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Критичні індекси — числа, які характеризують залежність термодинамічних величин і параметрів флуктуацій від температури і зовнішнього поля в околі фазового переходу.

Фізична природа[ред.ред. код]

При фазових переходах термодинамічні потенціали або похідні від них є розривними функціями своїх параметрів. Детальне дослідження поведінки цих величин в околі фазового переходу, їхньої залежності від температури та інших параметрів, дає можливіть отримати інформацію про стан речовини і про природу та механізм фазового переходу. В околі фазового переходу зростає величина та роль флуктуацій в термодинамічній системі. Це призводить до таких явищ, як наприклад, критична опалесценція — помутніння рідини при наближенні до критичної точки.

Критичні індекси позволяють описати характер особливостей в залежностях термодинамічних параметрів від температури, зовнішнього поля, а також локальне упорядкування речовини, яке можна охарактеризувати кореляційною функцією.

Зважаючи на малий інтервал температур поблизу температури фазового переходу, для яких визначені критичні індекси, і степеневі залежності, експериментальне визначення критичних індексів не дуже точне. Якщо для конкретного фазового переходу існують логарифмічні залежності, то експериментально їх визначити неможливо.

Визначення[ред.ред. код]

Усього розрізняють 8 критичних індексів. Усі залежності апроксимуються степеневими фунціями.

Критичний індекс α[ред.ред. код]

Температурна залежність теплоємності речовини має особливість в точці фазового переходу, яка характеризується критичним індексом

,

де  — теплоємність при сталому тиску,  — температура,  — критична температура.


Критичний індекс β[ред.ред. код]

Температурна залежність параметра порядку в низькотемпературній фазі визначає критичний індекс :

У високотемпературній фазі параметр порядку дорівнює нулю.

Критичний індекс ν[ред.ред. код]

Залежність кореляційного радіусу від температури визначає індекс

Критичний індекс ζ[ред.ред. код]

Залежність кореляційної функції для флуктуацій від віддалі r при малих віддалях визначає критичний індекс

де d — розмірність простору. У випадку тривимірного простору d = 3.

Критичний індекс γ[ред.ред. код]

Залежність сприйнятливості від температури визначає критичний індекс .

Критичний індекс ε[ред.ред. код]

Залежність теплоємності при сталому тиску від зовнішнього поля h визначає критичний індекс .

Критичний індекс δ[ред.ред. код]

Залежність параметра порядку від зовнішнього поля h визначає критичний індекс .

Критичний індекс μ[ред.ред. код]

Залежність кореляційного радіусу від зовнішнього поля h визначає критичний індекс .

Співвідношення між критичними індексами[ред.ред. код]

Критичні індекси не є незалежними один від іншого, оскільки вони описують той самий фазовий перехід. Між ними існують точні співвідношення

Враховуючи ці співвідношення, тільки три з восьми індексів є незалежними.

Значення[ред.ред. код]

Найточнішим експериментальним значенням для критичного індексу є для переходу гелію в надплинний стан.


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.