Tài liệu Lý thuyết các hiện tượng tới han

Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Theory of Critical Phenomena Hoàng Dũng Chương trình Cao học Bộ môn Vật lý Lý thuyết Khoa Vật Lý, ĐH Khoa học Tự nhiên Tp. Hồ Chí Minh Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Tài liệu tham khảo Shang-keng Ma, Modern Theory of Critical Phenomena (1976) Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Lý thuyết chuyển pha Chương 1: Nhập môn Chương 2: Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Chương 3: Phương pháp nhóm tái chuẩn hóa Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Chương 1: Nhập môn 1 Điểm tới hạn và thông số trật tự Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự 2 Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Bức tranh định tính Các chỉ số tới hạn 3 Các điểm tới hạn khác Điểm tới hạn liquid-gas Điểm tới hạn phản sắt từ Điểm tới hạn của hợp kim Điểm λ của Hêli lỏng và điểm tới hạn siêu dẫn Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Chương 1: Nhập môn 1 Điểm tới hạn và thông số trật tự Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự 2 Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Bức tranh định tính Các chỉ số tới hạn 3 Các điểm tới hạn khác Điểm tới hạn liquid-gas Điểm tới hạn phản sắt từ Điểm tới hạn của hợp kim Điểm λ của Hêli lỏng và điểm tới hạn siêu dẫn Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Chương 1: Nhập môn 1 Điểm tới hạn và thông số trật tự Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự 2 Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Bức tranh định tính Các chỉ số tới hạn 3 Các điểm tới hạn khác Điểm tới hạn liquid-gas Điểm tới hạn phản sắt từ Điểm tới hạn của hợp kim Điểm λ của Hêli lỏng và điểm tới hạn siêu dẫn Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự Biến cơ học Đại lượng vật lý Biến cơ học tương ứng Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự Biến cơ học Đại lượng vật lý Biến cơ học tương ứng khối lượng toàn phần m, Hoàng Dũng khối lượng riêng m/V, Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự Biến cơ học Đại lượng vật lý Biến cơ học tương ứng khối lượng toàn phần m, khối lượng riêng m/V, năng lượng toàn phần E, mật độ năng lượng E/V, Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự Biến cơ học Đại lượng vật lý Biến cơ học tương ứng khối lượng toàn phần m, khối lượng riêng m/V, năng lượng toàn phần E, mật độ năng lượng E/V, moment từ toàn phần µ, độ từ hóa M = µ/V, Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự Biến cơ học Đại lượng vật lý Biến cơ học tương ứng khối lượng toàn phần m, khối lượng riêng m/V, năng lượng toàn phần E, mật độ năng lượng E/V, moment từ toàn phần µ, độ từ hóa M = µ/V, Biến cơ học thu được sau phép chia đại lượng vật lý vĩ mô cho thể tích V hoặc tổng số hạt N của hệ (nếu hệ đồng nhất). Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự Biến cơ học Đại lượng vật lý Biến cơ học tương ứng khối lượng toàn phần m, khối lượng riêng m/V, năng lượng toàn phần E, mật độ năng lượng E/V, moment từ toàn phần µ, độ từ hóa M = µ/V, Biến cơ học thu được sau phép chia đại lượng vật lý vĩ mô cho thể tích V hoặc tổng số hạt N của hệ (nếu hệ đồng nhất). Một số biến cơ học quan trọng khác: biên độ lượng tử của chất lỏng Bose, ảnh Fourier của mật độ nguyên tử, biên dộ cặp Cooper, . . . . Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự Trường ngoài Định nghĩa Trường ngoài bao gồm các đại lượng đặc trưng cho môi trường bên ngoài hệ: nhiệt độ, từ trường, điện trường, áp suất, . . . . Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự Mối quan hệ giữa trường ngoài và biến cơ học Thông thường, biến cơ học được xác định đơn trị khi cho trước trường ngoài. Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự Mối quan hệ giữa trường ngoài và biến cơ học Thông thường, biến cơ học được xác định đơn trị khi cho trước trường ngoài. Tuy nhiên có những trường hợp đặc biệt: biến cơ học được xác định không đơn trị Ví dụ 1 T = 373 K (1000 C), p = 1 atm. : ( giá trị cao (thể nước) ρH2 0 giá trị thấp (thể khí) → không phải là hằng số ρ không đơn trị trên đường cong phân cách giữa hai pha lỏng-khí. Tc = 647 K, pc = 218 atm: điểm tới hạn lỏng-khí. Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự Mối quan hệ giữa trường ngoài và biến cơ học Thông thường, biến cơ học được xác định đơn trị khi cho trước trường ngoài. Tuy nhiên có những trường hợp đặc biệt: biến cơ học được xác định không đơn trị Ví dụ 2 Đối với chất sắt từ (Fe hoặc Ni): h = 0, 0 < T < Tc : vector độ từ hóa m định hướng tùy ý (trạng thái sắt từ), h = 0, T > Tc : m = 0 (trạng thái thuận từ). Điểm h = 0, T = Tc là điểm tới hạn sắt từ. Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự Pha - Sự chuyển pha Pha là trạng thái của vật thể với các tính chất và trật tự đặc trưng. Ví dụ: pha lỏng, khí của nước; pha sắt từ, thuận từ của các vật liệu từ; pha siêu dẫn, dẫn điện thường của các chất siêu dẫn; .... Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự Pha - Sự chuyển pha Pha là trạng thái của vật thể với các tính chất và trật tự đặc trưng. Ví dụ: pha lỏng, khí của nước; pha sắt từ, thuận từ của các vật liệu từ; pha siêu dẫn, dẫn điện thường của các chất siêu dẫn; .... Sự chuyển pha là sự thay đổi trạng thái từ mức độ trật tự này sang mức độ trật tự khác → các tính chất mới của vật liệu Ví dụ: chuyển pha lỏng-khí: thay đổi trật tự tinh thể; chuyển pha sắt từ-thuận từ: thay đổi trật tự của moment từ, . . . . Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự Điểm tới hạn - Hiện tượng tới hạn - Thông số trật tự Điểm tới hạn (critical point) là điểm mà ở đó xảy ra sự chuyển pha, được đặc trưng bởi các giá trị đặc biệt của trường ngoài: nhiệt độ tới hạn (nhiệt độ chuyển pha) Tc , từ trường tới hạn hc , . . . . Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn Điểm tới hạn và thông số trật tự Điểm tới hạn sắt từ-thuận từ Các điểm tới hạn khác Biến cơ học, trường ngoài Pha, sự chuyển pha Điểm tới hạn, hiện tượng tới hạn, thông số trật tự Điểm tới hạn - Hiện tượng tới hạn - Thông số trật tự Điểm tới hạn (critical point) là điểm mà ở đó xảy ra sự chuyển pha, được đặc trưng bởi các giá trị đặc biệt của trường ngoài: nhiệt độ tới hạn (nhiệt độ chuyển pha) Tc , từ trường tới hạn hc , . . . . Hiện tượng tới hạn (critical phenonmenon) là các hiện tượng xảy ra gần điểm tới hạn. Hoàng Dũng Lý thuyết các hiện tượng tới hạn