Нарушение закона Фурье в идеальных кристаллах — различия между версиями
(Новая страница: «Кафедра ТМ > Научный справочник > Механика > МДС > И…») |
|||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
[[ТМ|Кафедра ТМ]] > [[Научный справочник]] > [[Механика]] > [[Механика дискретных сред | МДС]] > [[Идеальный кристалл]] > '''Нарушение закона Фурье''' <HR> | [[ТМ|Кафедра ТМ]] > [[Научный справочник]] > [[Механика]] > [[Механика дискретных сред | МДС]] > [[Идеальный кристалл]] > '''Нарушение закона Фурье''' <HR> | ||
| + | |||
| + | На макроскопическом уровне распространение тепла в большинстве материалов описывается [https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C законом Фурье], согласно которому тепловой поток пропорционален градиенту температуры. Являясь удобной математической моделью, закон Фурье приводит к ряду физических парадоксов, таких, как мгновенное распространение тепла. Заметные отклонения от закона Фурье наблюдаются на малых временных и пространственных масштабах. Кроме того известно, что в простейших дискретных системах, таких как [[простой гармонический одномерный кристалл|одномерный гармонический кристалл]] (цепочка частиц, связанных линейными пружинами) распространение тепла не подчиняется закону Фурье. В настоящее время вопрос о распространения тепла в идеальных кристаллических системах остается открытым. Вместе с тем, данный вопрос приобретает особую актуальность, так как с развитием нанотехнологий расширяется возможность применения [[Идеальный кристалл|идеальных бездефектных кристаллов]] и их уникальных теплопроводящих свойств. Кроме того, рациональное описание процессов теплопереноса необходимо для замыкания уравнений [[МДС|механики дискретных сред]] и приложения их к описанию термомеханики твердых тел на наномасштабном уровне. | ||
== Публикации по теме == | == Публикации по теме == | ||
| Строка 12: | Строка 14: | ||
* [[Перенос тепла в одномерных кристаллах]] | * [[Перенос тепла в одномерных кристаллах]] | ||
| + | * [[Простой гармонический одномерный кристалл]] | ||
Версия 00:08, 18 июля 2015
Кафедра ТМ > Научный справочник > Механика > МДС > Идеальный кристалл > Нарушение закона ФурьеНа макроскопическом уровне распространение тепла в большинстве материалов описывается законом Фурье, согласно которому тепловой поток пропорционален градиенту температуры. Являясь удобной математической моделью, закон Фурье приводит к ряду физических парадоксов, таких, как мгновенное распространение тепла. Заметные отклонения от закона Фурье наблюдаются на малых временных и пространственных масштабах. Кроме того известно, что в простейших дискретных системах, таких как одномерный гармонический кристалл (цепочка частиц, связанных линейными пружинами) распространение тепла не подчиняется закону Фурье. В настоящее время вопрос о распространения тепла в идеальных кристаллических системах остается открытым. Вместе с тем, данный вопрос приобретает особую актуальность, так как с развитием нанотехнологий расширяется возможность применения идеальных бездефектных кристаллов и их уникальных теплопроводящих свойств. Кроме того, рациональное описание процессов теплопереноса необходимо для замыкания уравнений механики дискретных сред и приложения их к описанию термомеханики твердых тел на наномасштабном уровне.
Публикации по теме
- F. Bonetto, J.L. Lebowitz, and L. Rey-Bellet. Fourier’s law: a challenge to theorists, in Mathematical Physics (2000) In A. Fokas, A. Grigoryan, T. Kibble, and B. Zegarlinski, eds., Imperial College Press, London, 2000, pp. 128–150.
- C. W. Chang, D. Okawa, H. Garcia, A. Majumdar, and A. Zettl. Breakdown of Fourier’s Law in Nanotube Thermal Conductors. Phys. Rev. Lett. (2008) 101, 075903. (Abstract, pdf) (Экспериментально показано, что при комнатной температуре теплопроводность C и BN нанотрубок не подчиняется закону Фурье, причем это нарушение сохраняется при длинах нанотрубок, значительно превышающих длину свободного пробега фононов.)
- А.М. Кривцов. Распространение тепла в бесконечном одномерном гармоническом кристалле. Доклады Академии Наук. 2015, том 464, № 2. (Аналитически получены аналоги уравнения теплопроводности и закона Фурье).
