Физика твердого тела и Функция Блоха
Vložit
- čas přidán 11. 09. 2024
- Макар Светлый: id182122590
Наша группа: makarsvet13
В этом выпуске о том, что же такое функция Блоха, и немного о том, к как появлялась физика твердого тела.
Канал ensemb: / ensemb
То самое видео от ensemb: • Каналы, которые... Виф...
Многие анимация брат тут: / jarvist1984
Всем желающим помочь проекту:
Patreon - / makarsvet13
Сбербанк - 4276460013244533
Вебмани - R213877125307
PayPal - makarsvet13@gmail.com
Всем спасибо за просмотр!!! p.s. На 23:36 моя серебряная кнопка!
Поставил бы за барадатого чувака отдельно Лайк =) но поставил лайк на видосе раньше Поставил доп.лайк на этот комент =))) (на барадатого был подписан, но что то он запарил донат просить =)))
@@PavelByRuss, Борись Бояршинов его звать, а денег он просит, ибо сейчас жизнь тяжелая.
О, засветилась реальная рука Макара!
Для меня крестики в глазах . Как работает упрощение Блоха?Я бы апроксимировал статистику.Глаже и точней только статистика.
Буквально сегодня разбирали этот раздел, будет чем закрепить материал, спасибо
Ура! Первый в мире фильм про функцию Блоха наконец-то появился.
Вызов принят. Серия научных челенджей продолжается.
Александр, только можно, пожалуйста, визуальный ряд разнообразить, как у Макара? Было бы неплохо
@подписчик исследований тупой, конечно, не надо, но хотя бы почаще вносить разнообразие было бы хорошо, не обязательно же постоянно менять картинку, можно найти золотую середину
Когда и будет ли видео про наушники с разным сопротивлением?
будем посмотреть
Так Щербин и есть.макар светлый )))(
Но почему-то многие забыват про тот факт, что электроны проводимости в металле никогда не двигаются прямолинейно, а под действием силы Лоренца начинают двигаться вращаясь вокруг общего центра тока в проводнике из-за того, что сила тока создаёт магнитное поле, а значит тем-самым увеличивают пробег в проводнике, так-же порождая вторичное магнитное поле, несколько отличное от основного, которое в свою очередь еще больше увеличивает пробег и так до определенного предела, который геометрически уменьшается... в общем все не так просто, как кажется...
С каких это пор магнитное поле стало существовать В проводнике?
А что, не должно? Поле есть, просто оно околонулевое, т.к. скомпенсировано вихревыми токами. Или я чего-то не понимаю? Поясните пожалуйста.
Если не забыть о такой вещи как теория рассеяния, то можно сказать, что электроны в твердом теле вообще никогда не двигаются строго прямолинейно
Решил внести небольшое уточнение по поводу классической теории теплоемкости твердых тел. Закон Дюлонга-Пти можно объяснить тем, что атомы в решетке колеблются с тремя степенями свободы, а это также укладывается в теоретическое представление, что электронный газ должен иметь характеристики идеального газа. Для металлических твердых тел, которые я рассматривал в видео, теплоемкость будет складываться из теплоемкости электронного газа и решетки. Для неметаллических - только решетки. Это не отменяет всего того, что я сказал, просто немного уточняет. И да, в одном кубическом сантиметре меди больше атомов, а именно 10^22. Тут я ошибся. Извините. Спасибо.
Макар, мне очень нравится Ваше творчество но в этом видео у Вас случилась промашка.
Во первых Вы три раза формулировали закон Дюлонга и Пти и все три (4.25, 5.10 ..) раза не сформулировали его. Молярная теплоёмкость простых твёрдых тел при комнатной температуре близка к 3R www.femto.com.ua/articles/part_1/1150.html (на Вики тоже ошибка была кстати, поправил). Вы же не скажете что постоянна и одинакова это одно и то же !? К тому же этот закон достаточно прост, чтобы его применять в обычной жизни. Имея таблицу Менделеева мы можем сразу же оценить удельную теплоемкость в Дж/(г*К) разделив 25 на массовое число. Этот простой факт, к сожалению, выпал из школьной программы, так почему бы не восполнить пробел?
Во вторых, то что Вы тут написали говорит о том, что Вы не разобрались в природе теплоемкости металлов. На самом деле в металлах электроны находятся в состоянии вырожденного Ферми газа (да, практически идеального). Теплоемкость вырожденного ферми газа считается совсем по другому и линейно растет с температурой. Если руководствоваться тем что Вы написали то получится так (в расчете на 1 атом, примем один свободный электрон на 1 атом ): C_v=3*2*(1/2k) [от атома в решетке 3 колебательные (*2) моды в трехмерной пот. яме] + 3*(1/2k) [3 поступательные степени свободы бесструктурной частицы ] =4.5k на атом или 4.5R на 1 моль. Это не правильно! Должно быть 3R. На самом деле относительный вклад электронной теплоемкости оценивается как kT/E_f, где E_f - энергия Ферим (в температурных единицах - десятки тысяч К)
Еще пару моментов. Первый. Теорема Блоха формулируется в приближении невзамиодействующих электронов и подходит для объяснения зонной структуры, однако спектр фононов ищется как раз из той системы дифуров непосредственно, мы просто ищем решение в виде волн. Причем задача классическая, а потом зная закон дисперсии, мы представляем систему виде набора гармонических осцилляторов и без труда "квантуем" этом Гамильтониан. А чтобы выделить квазичастицы в сильно взаимодействующей системе используется, например, преобразование Боголюбова.
Картинки, где электроны долбятся в ионы, при этом имея размер много меньше постоянной решетки ужасны и ничего ровном счете не иллюстрируют. В модели Друде (которая все же очень устарела) электроны с решеткой не взаимодействуют.
Большое спасибо за все ваши пояснения и за конструктивную критику. По поводу молярной теплоемкости - я специально не вводил этот термин, а говорил сразу о теплоемкости в виду того, что понадобится отдельно пояснять что такое молярная масса. Выпуск и там получился немаленьким, поэтому решил сразу говорить о теплоемкости. Про вырожденного Ферми газ - вы конечно правы, но на сколько ведь при описании теории Друде (о чем и была речь) мы не можем пользоваться этими понятиями, так как этих понятий в данный промежуток времени еще не было. Я прекрасно знаю, что в данном контексте теория не точна, да и с экспериментом не сходилась (это было мотивацией разработать более общую теорию). Про картинку - ну это попытка визуализации, ничего красивее я не нашел.
Высоковольтные ЛЭП передают большое количество электроэнергии .
Во время работы в проводе находится колосальное количество энергии , значительно превышающее энергию во взрывчатке. При резком прерывании цепи ... почему провод не взрывается .?
@@ANDPEiJ Они передают энергию на нагрузку со скоростью света. В самом проводе находится не так много энергии. Энергия зависит от емкости и индуктивности конструкции. В основном индуктивность играет роль в данной ситуации, но она не столь велика.
Макар, спасибо! Посмотрел видео, и появилось несколько вопросов:
1. Электроны являются основными переносчиками тепла в металле. Тогда будем нагревать стержень, по которому идёт хороший ток. По идее, должен быть дисбаланс в распределении тепла по направлениям. Так ли это?
2. Возьмём электронный излучатель, например старый добрый кинескоп, и подключим его в замкнутую гальванически развязанную от источника сеть (трансформатор). По идее, электроны улетают, а пополнять их "запас" неоткуда. В чём ошибка?
*Досмотрел* Спасибо, Макар, за твой бесценный труд! Видео получилось очень интересным, обязательно его пересмотрю через время, когда подтяну свои знания в физике!
Макар, расскажи о том, какие есть пределы(Типа Планковских величин) у длины электромагнитных волн? Насколько она может быть короткой и насколько длинной? Какие пределы поддаются регистрации, а какие уже нет? Есть ли теоретические ограничения? Может ли быть волна длиной с галактику? Или волна длиной в Планковскую длину?
Насколько длинной?До бесконечности,но это не будет волна.Насколько короткой?Планковская длина.Потому как свет с такой длиной волны превратится в сингулярность.
Видео супер, вдохновляет. Приятно когда не просто сухие формулы знаешь, но и историю открытия сопровождаемую историей успеха коллег.
Отличное утро с познавательным видео!
Почему не ночь?
К середине видео уже потерял суть темы, но до конца досмотрел и жмакнул лайк.
Побольше бы такого познавательного контента на ютубе.
Я каждый раз ничего не понимаю
Но все равно смотрю
Парадокс
Очень интересно)
Здравствуйте, когда вы писали комментарий, вы небыли популярны?
Если я правильно понимаю
Мне очень приятно узнать что вы смотрите такие видео
Кстати, вы продолжаете их смотреть?
Она на всех научно-популярных видео. Почему?
@@user-vj8sb7vo3p наверное, потому же, что и вы
глядя на тему последних роликов и читая коментарии к ним мне подумалось - может есть смысл сделать ролик на тему МКТ - термодинамика их связь самое главное. тема конечно не квантовая хромодинамика, а школьный курс, но может быть именно поэтому будет многим полезно.
Ну теперь к нужно видео о зонной теории
Спасибо что вы смогли простым языком объяснить что такое электричество. А то целый ютуб не смог объяснить простым и внятным языком!
Тупа перед школой за макарошками видосик от Макара самое то тупа лайк не глядя
Ты хоть сам понял, что написал?
@King Crimson дело не в этом.
физика кристаллов/тв тела очень полезная нужная тема! Молодец Макар!
Давай ещё про физику твёрдого тела. Прям то что надо!
Ришельевский лицей и Павла Виктора показали. Достойный, кстати, канал
Макар, ты прекрасен! Спасибо за труд!
Примерно так я смотрю все видосы от Макара
czcams.com/video/1E8qTYl60xQ/video.html
Крууто, но функция блоха объяснял очень коротко но не проблема
так держать,Макар
Перед сном смотреть самое ТО
Макар, на сколько мне известно, у фотона нет массы, почему же тогда есть давление света на объекты? Я так понимаю давление может возникать без массы тела? Если да то почему?
Я могу несколько неправильно рассказать, так как не очень силен в физике. Надеюсь, меня поправят, если что. Давление света происходит из-за того, что у фотона кроме отсутствия массы, есть импульс, который совсем не равен 0. Формулы E = mc^2 не совсем верная. Это энергия массы покоя. А фотон всегда движется со скоростью света. Из-за этого происходит эффект релятивистской массы. который равен E^2 = c^2p^2 + m^2c^4, где p импульс.
@@_4ado а что такое свет ? Волна чего ? Колебание материи ? Или чего то другого ?
@@Fihfjxoiwhbbciosbf свет это поток фотонов. Все очень просто. А корпускулярно-волновой дуализм это не про то, что такое свет, а про то, какими свойствами он обладает
@@_4ado фотон , как я читал это элементарная частица и.т.д но я всегда представлял это как натянуть простыню ( это наша материя ) , а свет это как бы искривление , то есть на натянутую плоскость тычат пальцам и двигают , а это и есть свет ( влияние может оказать только в движении ) , а в покое ( палец убран ) его как бы нету , т.к это движение появляется из ничего , соответственно не имеет массу , а импульс имеется за счёт движения и искривление , как то так , и как думаете насчёт этого ? ( Так просто мысли такие крались в голову , прошу строго не судить )
@@Fihfjxoiwhbbciosbf Ну я вообще могу порекомендовать смотреть как можно меньше научпопа, где говорят аналогиями. Не помню в какой книжке видел отличную фразу на этот счет."Эта аналогия абсолютно неверна, как и все остальные, зато хоть звучит красиво". Вообще, на самом деле, если интересно, то вполне можно книжки по первому курса физфака почитать, хотя бы по диагонали. Понимание будет в миллионы раз глубже. Вообще СТО довольно простая штука, там можно со школьными знаниями физики вполне все понять. Не зря ее проходят на первом семестре физфака лол.
По теме, такое на пальцах не объяснишь. Вообще, если объяснять вещи сложнее школьной программы на пальцах, то всегда у того, кому объясняют, будет полная каша в голове и полнейшее непонимание основ. Мне поэтому подход Макара нравится довольно сильно - он объясняет "на пальцах" не саму суть явления, а формулу, описывающую процесс.
Спасибо большое за чертовски интересный разбор.
Я хотел бы посмотреть видео о зонах Бриллюена. В курсе общей физики был этот пункт, но, если честно, не особо понял) Буду ждать)
+
Я ставлю лайк, иду в комменты лайк сбрасывается. Ставлю опять, иду в комменты лайк опять сбрасывается. Не знаю с чем это связано. Но лайк за видео
Чтобы с вероятностью стремящейся к 99.99% лайк остался, посмотри у себя в понравившихся, есть ли это видео. ... ... ... Писал этот каммент голосом Макара светлого. 😂🤣😂
Значит Блох придумал принцип аппарата МРТ? Спасибо было познавательно.
Передаю пламенный привет всем мифистам, кто отправился на пересдачу после матана и посмотрел это видос с целью отвлечения от тщетного бытия и бессмысленности сущего.
Горячев?
Прекрасный ролик, просмотрел с огромным удовольствием. Теперь появилась пища для огромного пласта размышлений
Прикольно, что при разгоне и резком торможении проводника фиксируем скачок ЭДС. Но самое прикольное , что это есть доказательство того, что ток есть движение электронов. Да что там... Это доказательство самого существования электронов !
Макар, а про сверхпластичность можешь рассказать?
23:08 вот такие ютуб челледжи мне нравятся!
Полезная инфа. Очень классный видеоряд. Отличная работа. Спасибо.
Т.е. если стукнуть молотком по металлу, то появится ток?
Как всегда на высоте. С самых основ до сути, но понятным даже школьнику языком.
Спасибо за видео! Ответь на пару вопросов, пожалуйста:
1. Где разница между твёрдым и «мягким» телом? По какому параметру определят, что тело твёрдое, а не жидкость? Ведь жидкости и газы при очень высокий плотности и температуре могут проявлять свойства твёрдых тел? У веретасиум есть видео про пек, но и с ним тоже не ясно было.
2. 12:31 - Я правильно понял, что положительно заряженный кусочек металла становится почти полностью не теплопроводным? (Например, одна из обкладок конденсатора проводит тепло очень хорошо, а вторая наоборот очень плохо?)
3. А как обстоят дела с аморфными телами, не имеющими четкой кристаллической решеткой?
4. На 21:30 - я правильно понимаю, что стекло прозрачно в видимом диапазоне по той же причине?
1. Почитайте про термодинамические фазы
2. Стоит сравнить масштабы разницы зарядов с плотностью носителей в теле, да и те же дырки тоже участвуют в теплопроводности.
3. С ними все сложно.
При резкой остановки катушки, в ней возникает ЭДС, которая создаёт ток в амперметре.
Из одного этого факта вовсе не следует, что ток - это движение именно электронов. Чего-то не хватает.
Мои поздравления с продвижением канала
Подписан на оба Ваших канала. ensemb Я смотрю про акустику. А здесь я смотрю про физику и математику.
8:15 прикольно, зачет ))) лайк
Очевидно, что у физиков встал.
Вопрос.
Спасибо, интересно.
В конце было не всё понятно, не добавляй новые термины без их краткого описания или ссылки на предыдущие видео.
На 21:30 оговорка. На самом деле хлорид натрия НЕ пропускает ИК.
Александр и тут...!
Да эт праздник какой то)
Всем утречка!
Такой труд достоин сразу алмазной кнопки!
Макар, спасибо за крутой материал!
Недавно говорили про функцию Блоха. Хорошее видео
Огромное спасибо за видео!
спасибо, Макар
В ролике прям таки собраны все несуразности связанные с современной теорией тока.
Если электроны являются переносчиками и тепла и тока, то тогда и скорость распространения тепла и тока по куску металла должны быть соизмеримы, а в реальности они отличаются на восемь-девять порядков.
Это означает что ток- это не "движение электронов".
Забавно, что для обозначения молекулы элемента использовали греческий термин "атом", означающий в переводе - "неделимый" XD
просто о сложном, супер! делайте еще, спасибо!
Как всегда на высоте.
Ты как-то спрашивал о чем можно снять видео. «Миллиарды» 4 сезон, третья серия. Математика. Спасибо
Мандельштама-ПапалЕкси)10:29
Уважаемый Макар! Спасибо! Прошу Вас пояснять, что обозначает каждая буква в уравнениях, о которых Вы рассказываете. Не всегда в инете есть пояснения, а в учебниках могут не совпадать как буквенные обозначения, так и форма написания. С такой проблемой я столкнулась особенно при рассмотрении формулы Янга- Миллса. Буду Вам благодарна за подробные пояснения, иначе не получается понять связь величин в формулах. Заранее спасибо!
Спасибо Макар. Единственное, что немного сбивает с толку это объяснение опыта Толмена-Стюарта. Слишком упрощенно. Получается, что электроны имеют значительно большую массу, следовательно и инерцию. И потому они некоторое время продолжают двигаться после остановки атомов.
Я думаю атомы более жестко фиксируются при остановке предмета, а электроны продолжают лететь не из-за большой инерции, а из-того что сила их удерживающая гораздо меньше.
Но что именно такое функция Блоха то? D-:
Спасибо за видос!
1) Вопрос про природу атомов - это прекрасно, но они же в то состоят из кварков, а те, в свою очередь, из еще более мелких частиц?
2) Если электрон принадлежит конкретному атому, он всегда его окружает, то его тогда можно считать за часть атома, просто отделимую от него через влияние постороннего атома.
3) Благодарю за пиар еще одного научного канала. Вообще, это чуть ли какая-то традиция у подобных Макару (и еще некоторым) - пиарить кого-нибудь менее известного. Я подписан еще на Звездного Капитана (канал про вымышленные вселенные) и Зубрага (про кино, гиков, игры, книги), и знаете, они тоже так делают, только в сообществе, а не в конце видео.
4) Вообще-то видно, что это слишком сложная и подробная тема, так что хотелось бы еще видео по теме.
плохо все понимаю, но все равно смотрю все твои ролики)
Снеговик на превью пугает ))
Эксперимент Капицы (Толмена-Стюарта ) можно объяснить только с позиции волновой механики Луи де Бройля а в частности с ВОЛНОВОЙ позиции .
Алсо, интересует взгляд 6а микробиологию в разрезе атомов
Значит по звуку можно изучить материал? (Температуру, род и прочее)
Круто
Не надо "предполагать о том, что". Следует "предполагать, что"
Вот именно такие видосы мотивируют ботать технические предметы!
21:30
Мне все таки непонятно, почему кристалл поваренной соли прозрачен в инфракрасной области спектра. Может кто-нибудь пояснить, пожалуйста?
Все круто, но можно указывать в описании источники)
Класс!
19:13 - "а знаете сколько атомов в 1 см3 меди? - где-то 500*10^12 штук" - неправда, ошибка на 8 порядков. Плотность меди 8.96г/см3, молярная масса 63.546г/моль, количество атомов в 1 моле 6.02*10^23 (число Авогадро), значит атомов будет ((1 см3 * 8.96 г/см3) / 63.546 г/моль) * 6.02*10^23 = 8.488 * 10^22, что почти в 100 млн раз больше озвученного значения
Получается, электронам свойственна инерция?
Эм, а разве электроны не удерживабтся на своих облачных орбитах благодаря ядерным силам? И если заставить е- вращением катушки инерциально двигаться при прекрашении вращения, то будет ли полученный заряд переводом кинетической энергии в потенциальную с сохранением орбит электронов, или происходит кратковременный переход электронов на энергетически более высокий уровень?
Эксперимент Капицы (Толмена-Стюарта ) так же ни чего не доказывает ибо масса нуклонов равна массе "Электронов" а в некоторых случаях масса нуклонов больше массы электронов .
Ну и мнение самого Капицы " Что бы не весило тяжелей ядро или электронная оболочки ток всё равно будет , либо инерция ядер выше либо инерция электронов " , Это лишь доказывает ОТСУТСТВИЕ электронов, энергия движения всегда будет меньше чем энергия связей .
Ну и пока нет опытов подтверждающий наличия ЭЛЕКТРОНОВ тем более их инерции .
В 1 куб см меди атомов гораздо больше,чем в 12 степени,скорее в 22,число Авогадро к этому ближе
19:22 чёт маловато. Во-первых, 500e12 - неправильная запись, правильно будет 5.0e14, ну это мелочь. Во-вторых, я со школы помню число Авогадро 6.02е23 - количество атомов в одном моле вещества. Атомная масса меди 63.5, т.е. в 63.5 грамм меди содержится 6.02е23 атомов. Кубический сантиметр меди +/- сопоставим с одним молем (лень гуглить плотность), значит в нём ~23, может 22 степень количества атомов. Так, чи не так?
Так сколько всё-таки атомов в одном кубическом сантиметре твёрдого тела?
Второй вопрос - "световая волна" (т.е. фотоны) является источником переменного электрического поля?
Третье: "Акустические колебания подобны звуковым колебаниям"...
Плотность у разных веществ разные, то есть и плотность атомов не одинакова на все твёрдые тела
6:50 Стоп Резерфорд разве опыт с фольгой делал в 1913 году???? Мне всегда казалось, что в 1911 году
Скорее всего 1913 г. на самом деле, он так подчеркнул 13 не просто так.
@@gorshok2131 открой любой учебник, везде пишут 1911 год
А какая разница?
А нам теперь какая разница?
А вот интересный вопрос. Здесь упоминается о свойствах тока, как у идеального газа. Рассмотрим пример. Через проводник согнутый с некоторой кривизной течет электрический ток и идеальный газ текущий в газопроводе, имеющий некоторую кривизну. Как правило ток течет по кротчайшему пути, а газ будет увеличивать свою плотность потока вдоль внешней стенки газопровода из-за центробежной силы. Интересная контрзадача получается. По большому счету газ тоже должен двигаться по кротчайшему пути, но его плотность слишком высока и возникают вихри Дина. А возникает ли подобное явление при движении электронного газа?
Terobit 6, движение идеального газа всегда ламинарно, откуда в нем вихри?
@@Maltiez Ламинарное течение не означает отсутствие вихрей. Почитайте про вихри Кармана, вихри Дина, вихри за входной кромкой и т.д. Да и вопрос был о другом.
Terobit 6, чтоб ответить на вопрос, в нем надо сначала разобраться. Да и я не собирался на него сразу отвечать, т.к. ответа не знаю. В случае идеального газа, упомянутые вихри как раз и возникают, когда увеличивается плотность, и становятся существенной вязкость, т.е. нарушается идеальность. Однако про ламинарность действительно так, и мне стоило выразиться иначе.
Спасяба
Чего-то я не верю тому, что Макар в пятом классе таким промышлял.
На 10-й минуте на картинке Папалекси, а произносит Папаласки. Тест на внимательность?
алмаз имеет очень высокую теплопроводность при етом он может быть как проводником (с примесями бора) так и диелектрик
Ну и как кусок меди решает сам для себя эту систему уравнений колебаний на 19:20? Там же внутри нет никакого суперкомпьютера для решения в реальном времени
Включи последовательно в цепь переменного тока лампочку с конденсатором , что горит ? А как же электроны прошли через ДИЭЛЕКТРИК конденсатора ?
Волно вод, мда... для начала: перед знаком препинания пробел не ставится. Потом стоит обратить внимание на то, что электронов в самой металлической нити в лампе более чем достаточно для того, чтобы в переменном потенциале создать достаточно тепла для нагрева нити.
В основе всех умозаключений вероятность. Заебись. ИННАХ.
Ты смог объяснить мне за 20 минут то что не смог объяснить мне препод за полгода
В кубическом сантиметре только 500 триллионов атомов? Их же даже в воздухе где-то сикстиллион на кубический сантиметр - нет?
👍👍👍
Зачем тогда искать вероятность расположения электрона вокруг атома, если он носится от хаотично атома к атому как газ??
А что, когда открыли электрон, на нем был нарисован " минус"?
"лайк"-это минимум,что заслуживает автор за такой качественный материал!
9:37 Это доказывает только наличие массы\импульса\момента импульса (нужное подчеркнуть) у частиц, обладающих электрическим зарядом... Включаем логику - получаем всё то же НЕпонимание электричества.
11:34 озвучка голосом Икотики! =)
Куда интереснее объяснение стабильности кристалической решетки. С точки зрения классической физики, она вообще существовать не должна. Положительно заряженные ионы и отрицательно заряженный электроный газ. Это все должно моментально разлететься во все стороны. Тут должен быть какой-то квантовый эффект. В лекциях Фейнмана есть красивое объяснение как возникает ковалентная связь (существование которой по тем же причинам не возможно с точки зрения классической физики). Но с кристалом все должно быть сложнее и интереснее.
Правда, что Макар Стаса смотрит?
Макар, ты Макар или не Макар.
Не ну лайк от Даши и Нади из 2016 года