固体物理学问题,不懂勿入!!!求大神,求一维单原子链的振动模式密度那道题,主要讲下若格波的色散可以
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解决时间 2021-11-26 22:56
- 提问者网友:呐年旧曙光
- 2021-11-26 05:43
固体物理学问题,不懂勿入!!!求大神,求一维单原子链的振动模式密度那道题,主要讲下若格波的色散可以
最佳答案
- 五星知识达人网友:醉吻情书
- 2021-11-26 06:21
w是晶格振动的角频率,k是晶格振动的波矢量;w=w(k)是k的函数,dw(k)/dk是晶格振动的传播群速度vg(k),如果vg(k)是一个常函数,则说lattice vibration(格波)没有色散;
单原子链的lattice vibration的声学支为:w(k)=(4C/M)^(1/2)|sin(Ka/2)|
而无色散情况,w(k)=vg*k;(这个线性函数与上面的函数相切于k=0)
因为通常情况下晶体的尺寸L是远大于晶格常数a的,在k空间每个晶格振动模式的间隔为(△k):
2π/L<<π/a,这里-π/a 所以k可以认为是连续取值的;
这样通过得知k的增量dk,除以单个模式的增量(2π/L),我们就能够算出在这一增量空间中(dk)的模式数量了;
一维情况下,|k|一定时,增加dk,有正和负两个方向,增量范围有2dk
则其中的模式数为:
N=2dk/(2π/L)=Ldk/π
可见模式数与晶体的尺寸成正比,为了更直观地反映晶格的结构性质,我们仅仅考虑单位尺寸的模式数,这样:
N=dk/π
通过高数的链式法则,
N=dw/π*(dk/dw)
定义模式数在w维度上的密度函数g(w),则在w维度的增量范围dw上的模式数为:
N=g(w)dw=(π/vg(k))*dw
g(w)=π/vg(k)
这样,通过比较两种情况下的vg(k)形式,我们可以比较g(w)曲线
单原子链的lattice vibration的声学支为:w(k)=(4C/M)^(1/2)|sin(Ka/2)|
而无色散情况,w(k)=vg*k;(这个线性函数与上面的函数相切于k=0)
因为通常情况下晶体的尺寸L是远大于晶格常数a的,在k空间每个晶格振动模式的间隔为(△k):
2π/L<<π/a,这里-π/a
这样通过得知k的增量dk,除以单个模式的增量(2π/L),我们就能够算出在这一增量空间中(dk)的模式数量了;
一维情况下,|k|一定时,增加dk,有正和负两个方向,增量范围有2dk
则其中的模式数为:
N=2dk/(2π/L)=Ldk/π
可见模式数与晶体的尺寸成正比,为了更直观地反映晶格的结构性质,我们仅仅考虑单位尺寸的模式数,这样:
N=dk/π
通过高数的链式法则,
N=dw/π*(dk/dw)
定义模式数在w维度上的密度函数g(w),则在w维度的增量范围dw上的模式数为:
N=g(w)dw=(π/vg(k))*dw
g(w)=π/vg(k)
这样,通过比较两种情况下的vg(k)形式,我们可以比较g(w)曲线
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