Debye ve Einstein modeli arasındaki temel fark, Debye modelinin atomik kafesin titreşimlerini bir kutudaki fononlar olarak ele alırken, Einstein modelinin katıları birçok bireysel, etkileşimde olmayan kuantum harmonik osilatör olarak ele almasıdır.
Debye modeli ve Einstein modeli terimleri, esas olarak katıların termodinamik özellikleriyle ilgili olarak fiziksel kimyada kullanılır. Debye modeli, 1912'de bilim adamı Peter Debye'nin adını almıştır. Einstein modeli, 1907'de orijinal teoriyi öneren Einstein'ın adını almıştır.
Debye Modeli Nedir?
Debye modeli, bir katıdaki özgül ısıya fonon katkısını tahmin etmek için bilim adamı Peter Debye tarafından geliştirilen bir yöntemdir. Bu terim, katı hal fiziksel kimyasında termodinamik kapsamındadır. Bir fonon, yoğunlaştırılmış maddede (özellikle katı ve sıvı hallerde) atomların veya moleküllerin periyodik, elastik bir düzenlemesinde toplu bir uyarım olarak tanımlanabilir. Özgül ısı terimi ise bir maddenin ısı kapasitesinin maddenin kütlesine bölünmesini ifade eder (veya maddenin kütlesinin bir birimine ısı olarak eklenmesi gereken enerji miktarıdır). bir birim sıcaklık artırın).
Debye modeli, Einstein modelinin aksine, katının atomik kafesinin titreşimlerini bir kutudaki fononlar olarak ele alır. Model, T3 (Debye T3 yasası) ile orantılı olan ısı kapasitesinin düşük sıcaklığa bağımlılığını doğru bir şekilde tahmin edebilir.
Şekil 01: Debye ve Einstein Modellerinin Karşılaştırması
Debye modelini, Planck'ın kara cisim ışıması yasasına eşdeğer bir katı hal olarak tanımlayabiliriz. Planck'ın kara cisim radyasyon yasası elektromanyetik radyasyonu bir foton gazı olarak ele alır, ancak Debye modeli atomik titreşimleri bir kutudaki fononlar olarak ele alır.
Einstein Modeli Nedir?
Einstein modeli, Einstein tarafından 1907'de iki varsayıma dayalı olarak geliştirilen bir yöntemdir: Katı kafesteki her atom bağımsız bir 3D kuantum harmonik osilatör görevi görür ve tüm atomlar aynı frekansta salınır. Bu nedenle Einstein modeli, Debye modelinin tam tersi olan katı tabanlı bir yöntemdir. Bir katının bağımsız salınımlara sahip olduğu varsayımı çok doğrudur. Bu salınımlar, birçok atomu içeren kolektif modlar olan ses dalgaları veya fononlardır. Ancak Einstein modeline göre her atom bağımsız olarak salınım yapar.
Şekil 02: Bir Katı İçin Einstein Modelini Gösteren Bir Grafik
Einstein modeline göre, bir katının özgül ısısının düşük sıcaklıklarda katlanarak sıfıra yaklaştığını gözlemleyebiliriz. Bunun nedeni, tüm salınımların tek bir ortak frekansa sahip olmasıdır. Doğru davranış daha sonra Debye modelinde Einstein modelinin bir modifikasyonu olarak tanımlandı.
Debye ve Einstein Modeli Arasındaki Fark Nedir?
Debye ve Einstein'ın modelleri, fiziksel kimyadaki termodinamik kavramlardır. Debye ve Einstein modeli arasındaki temel fark, Debye modelinin atomik kafesin titreşimlerini bir kutudaki fononlar olarak ele alırken, Einstein modelinin katıları birçok bireysel, etkileşimsiz kuantum harmonik osilatör olarak ele almasıdır.
Aşağıdaki infografik, Debye ve Einstein modeli arasındaki farkı özetler.
Özet – Debye vs Einstein Modeli
Debye ve Einstein'ın modelleri, fiziksel kimyadaki termodinamik kavramlardır. Debye ve Einstein modeli arasındaki temel fark, Debye modelinin atomik kafesin titreşimlerini bir kutudaki fononlar olarak adlandırması, Einstein modelinin ise katıları birçok bireysel, etkileşimsiz kuantum harmonik osilatör olarak ele almasıdır.
