Diferencia entre el modelo de Debye y Einstein

El diferencia clave Entre el modelo de Debye y Einstein es que el El modelo de Debye trata las vibraciones de la red atómica como fonones en una caja, mientras que el modelo Einstein trata los sólidos como muchos osciladores de armónicos cuánticos individuales no interactuantes.

Los términos modelo Debye y el modelo Einstein se utilizan principalmente en química física, con respecto a las propiedades termodinámicas de los sólidos. El modelo Debye fue nombrado tal después del científico Peter Debye en 1912. El modelo Einstein lleva el nombre de Einstein, quien propuso la teoría original en 1907.

CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia de claves
2. ¿Qué es el modelo Debye?
3. ¿Qué es el modelo Einstein?
4. Comparación lado a lado - Modelo de Debye vs Einstein en forma tabular
5. Resumen

¿Qué es el modelo Debye??

El modelo Debye es un método desarrollado por el científico Peter Debye para estimar la contribución del fonón al calor específico en un sólido. Este término se encuentra bajo termodinámica en la química física de estado sólido. Un fonón puede definirse como una excitación colectiva en una disposición periódica y elástica de átomos o moléculas en materia condensada (específicamente estados sólidos y líquidos). El término calor específico, por otro lado, se refiere a la capacidad de calor de una sustancia dividida por la masa de la sustancia (o, es la cantidad de energía la que debe agregarse como calor a una unidad de la masa de la sustancia a aumentar una unidad de temperatura).

El modelo Debye, a diferencia del modelo Einstein, trata las vibraciones de la red atómica de sólido como fonones en una caja. El modelo puede predecir con precisión la dependencia de baja temperatura de la capacidad de calor que es proporcional a T³ (El Debye t³ ley).

Figura 01: Comparación de los modelos de Debye y Einstein

Podemos describir el modelo Debye como un estado sólido equivalente a la ley de la radiación del cuerpo negro de Planck. La ley de Planck de la radiación del cuerpo negro trata la radiación electromagnética como un gas fotón, pero el modelo Debye trata las vibraciones atómicas como fonones en una caja.

¿Qué es el modelo Einstein??

El modelo Einstein es un método desarrollado por Einstein en 1907 basado en dos suposiciones: cada átomo en la red sólida actúa como un oscilador armónico cuántico 3D independiente y todos los átomos oscilan con la misma frecuencia. Por lo tanto, el modelo de Einstein es un método basado en sólidos que es opuesto al modelo Debye. La suposición de que un sólido tiene oscilaciones independientes es muy precisa. Estas oscilaciones son ondas o fonones sólidos que son modos colectivos que involucran muchos átomos. Sin embargo, según el modelo Einstein, cada átomo oscila de forma independiente.

Figura 02: un gráfico que muestra el modelo Einstein para un sólido

Según el modelo de Einstein, podemos observar que el calor específico de un sólido se acerca al cero exponencialmente rápido a bajas temperaturas. Esto sucede porque todas las oscilaciones tienen una frecuencia común. El comportamiento correcto se describió más adelante en el modelo Debye como una modificación del modelo Einstein.

¿Cuál es la diferencia entre el modelo de Debye y Einstein??

Los modelos de Debye y Einstein son conceptos termodinámicos en química física. La diferencia clave entre el modelo de Debye y Einstein es que el modelo Debye trata las vibraciones de la red atómica como fonones en una caja, mientras que el modelo de Einstein trata los sólidos como muchos osciladores de armónicos cuánticos individuales y no interactuantes.

A continuación, la infografía resume la diferencia entre el modelo de Debye y Einstein.

Resumen -Modelo de Debye vs Einstein

Los modelos de Debye y Einstein son conceptos termodinámicos en química física. La diferencia clave entre el modelo de Debye y Einstein es que el modelo de Debye te asiente las vibraciones de la red atómica como fonones en una caja, mientras que el modelo de einstein trata los sólidos como muchos osciladores armónicos cuánticos individuales y no interesantes.

Referencia:

1. "El modelo de Einstein."Einstein's Model - Una descripción general | Temas de ciencias, disponibles aquí.

Imagen de cortesía:

1. "Debyevseinstein" (dominio público) a través de Commons Wikimedia
2. "ESCV" (dominio público) a través de Commons Wikimedia