next up previous
Következő: A 15.16 feladat megoldása Fel: megoldások Előző A 15.14 feladat megoldása

A 15.15 feladat megoldása

  Vizsgáljunk egydimenziós modellt. Álljon a molekula tex2html_wrap_inline15250 azonos egységből, s legyen minden egységnek két jellegzetes állapota: egy ``összehúzott'', ill. egy ``kinyújtott'', a, ill. b hosszúsággal. A rendszer energiája termeszetesen függ az egységek állapotától. Ha tex2html_wrap_inline17128-vel jelöljük az i-edik egység állapotát tex2html_wrap_inline17132, akkor az energiakifejezésben várhatóan lesz egy
displaymath17134
tag, ahol B(>0) egy, a molekula tulajdonságaitól függő\ paraméter, és a mínusz előjel abból következik, hogy alacsony hőmérsékleten rövidebbek a molekulák.

A szomszédos molekulaegységek közötti kölcsönhatast is figyelembe kell vennünk. Ezt legegyszerűbben úgy tehetjük, ha feltételezzük, hogy a szomszédos egységek ``szeretnek'' azonos állapotban lenni. Ekkor a kölcsönhatasi energia
displaymath17138
alakú, ahol J<0 ismét a molekula szerkezetétől függő paraméter.

A J és B paraméterekkel leírva a rendszert, az energia formailag megegyezik az Ising-modellével. Mivel a molekulát korülvevő T hőmérsékletű folyadék jelenti a hő tartályt, a molekula lehetséges állapotai kanonikus eloszlast követnek és az átlagos hosszat kifejezhetjuk az Ising-modell átlagos mágnesezettségével:
displaymath17148

displaymath17150
ahol az M(K,h) függvényt az előző példában (15.14) számoltuk ki (K=-J/kT és h=B/kT). Mivel alacsony hőmérsékleten tex2html_wrap_inline17158 és tex2html_wrap_inline17160, ezért
displaymath17162
Magas hőmérsékleten tex2html_wrap_inline17164 és tex2html_wrap_inline17166, így
displaymath17168
A fennmaradóJ,B paramétereket pedig úgy választjuk, hogy M a tex2html_wrap_inline16728 intervallumon változzék N-ről 0-ra. A változás tex2html_wrap_inline17180 helye a J paraméterrel állítható be, amíg az átváltás intervallumának tex2html_wrap_inline17184 hossza a B/J hányadostól függ.

tex2html_wrap17188

15.15 feladat