دانشگاه شیراز
دانشکده علوم
پایان نامهی کارشناسی ارشد در رشتهی فیزیک- ماده چگال
بررسی خواص ترمودینامیکی نانولایه هلیم- III
استاد راهنما
دکتر غلامحسین بردبار
دی ماه 1391
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
مایع هلیم- III مایعی از اتمهای فرمیونی بشدت برهمکنش کننده است که در دمای صفر کاملاً متفاوت با مایعات عادی رفتار می کند. آمار فرمی یک لایه نازک هلیم- III می تواند بهصورت یک هندسه دوبعدی ایدهآل بررسی شود. ما از روش وردشی پایینترین مرتبه مقید بر اساس بسط خوشهای تابعی انرژی، برای محاسبه برخی ویژگیهای مایع هلیم- III دوبعدی با درنظر گرفتن پتانسیلهای لنارد- جونز و عزیز استفاده کردهایم. نتایج ما نشان میدهد که طول همبستگی با افزایش چگالی کاهش مییابد. همچنین میبینیم که نتایج تابع همبستگی با پتانسیلهای لنارد- جونز و عزیز تقریباً مشابه هستند. محاسبات ما همچنین نشان میدهد که برای تمام مقادیر چگالی، منحنی انرژی کل بر ذره هیچ مینیممی ندارد. این نشان میدهد سیستم مایع هلیم- III دوبعدی حالت مقیدی ندارد. محاسبات نشان میدهد که معادله حالت سیستم با پتانسیل عزیز سختتر از پتانسیل لنارد- جونز است.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول:مقدمه
1-1- تولید هلیم……………………………………………………………………………………………………………….. 2
1-2- جامدات و مایعات کوانتومی……………………………………………………………………………………. 3
1-3- گاز فرمی و مایع فرمی…………………………………………………………………………………………….. 6
1-4- مروری بر برخی از اندازه گیریهای انجام شده روی ……………………………………. 8
1-4-1- خواص گرمایی………………………………………………………………………………………………….. 8
1-4-2- رسانندگی گرمایی……………………………………………………………………………………………. 10
1-4-3- پذیرفتاری مغناطیسی……………………………………………………………………………………… 12
1-5- اهداف رساله…………………………………………………………………………………………………………….. 14
فصل دوم:نانولایه هلیم- III
2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………….. 16
2-2- تاریخچه نانو……………………………………………………………………………………………………………… 16
2-3- اصول بنیادی نانو……………………………………………………………………………………………………… 17
2-4- تقسیم بندی نانومواد …………………………………………………………………………………………….. 18
2-4-1- نانومواد صفر بعدی…………………………………………………………………………………………… 18
2-4-2- نانومواد یک بعدی……………………………………………………………………………………………. 19
2-4-3- نانومواد دوبعدی………………………………………………………………………………………………… 19
2-4-4- نانومواد سه بعدی…………………………………………………………………………………………….. 19
2-5- خواص نانومواد…………………………………………………………………………………………………………. 19
2-6- کاربرد نانو در زندگی روزمره…………………………………………………………………………………… 21
2-7- نانولایه ها…………………………………………………………………………………………………………………… 22
2-8- نانولایه هلیم…………………………………………………………………………………………………………….. 23
2-9- دیاگرام فاز فیلم هلیم-III………………………………………………………………………………………. 24
2-10- مروری بر برخی کارهای انجام شده روی نانو لایه هلیم-III…………………………….. 25
فصل سوم:
مروری بر روشهای بسذرهای در محاسبات شارههای کوانتومی
3-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………….. 32
3-2- روش هارتری- فوک………………………………………………………………………………………………… 32
3-3- روش مونت کارلو- تابع گرین…………………………………………………………………………………. 33
3-4- بسط بروکنر- بتِ- گلدستون………………………………………………………………………………….. 34
3-5- نظریه جاسترو………………………………………………………………………………………………………….. 36
3-6- روش اختلالی پایه های همبسته…………………………………………………………………………….. 37
3-6-1-روش پایه های همبسته…………………………………………………………………………………….. 37
3-6-2- روش عملگر همبستگی…………………………………………………………………………………… 38
فصل چهارم:بسط خوشهای
4-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………… 41
4-2- خصوصیات تابع همبستگی ………………………………………………………………………………….. 41
4-3- محاسبه مقدار چشمداشتی انرژی………………………………………………………………………….. 42
فصل پنجم:
محاسبات
5-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………….. 50
5-2- محاسبهی انرژی خوشهی یک جسمی بر ذره ( )……………………………………………. 50
5-3- محاسبهی انرژی خوشهی دو جسمی بر ذره ( )……………………………………………… 51
فصل ششم:بحث و نتیجه گیری
بحث و نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………… 57
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل (1-1): مقایسه گرمای ویژه مولی گاز فرمیونی با گاز بوزونی و گاز کلاسیکی. منقار (Cusp) مشخصهی چگالش بوز- انیشتینی و ناحیه خطی (Linear) گاز فرمی- دیراک تبهگن
است ……………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………..7
شکل (1-2): نتایج تجربی گرمای ویژه مایع بر حسب دما …………………………………………………..10
شکل (1-3): منحنی چسبندگی بر حسب دما ………………………………………………………………. ……………11
شکل (1-4): رسانندگی گرمایی بر حسب دما در فشار پایین در مقیاس لگاریتمی…….. …………..12
شکل (1-5): تابع بر حسب دمای کاهیده برای فشارهای صفر
تا ………………………………………………………………………………………………………………… …………..14
شکل (2-1): دیاگرام فاز فیلم جذب شده روی ورقه گرافیت بر حسب دما …….. …………..25
شکل (2-2): نتایج محاسبات مونت- کارلو برای انرژی کل بر ذره برحسب
چگالی ……………………………………………………………………………. ……..27
شکل (2-3): نتایج تجربی اندازه گیری بر حسب ضخامت در
دمای ……………………………………………………………………………………………………. ………….28
شکل (2-4): ظرفیت گرمایی بصورت تابعی از ضخامت و مقایسه آن با نتایج
مرجع [39]……………………………………………………………………………………………………………………….. ………….29
شکل (2-5): نتایج تجربی اندازه گیری پذیرفتازی مغناطیسی بر حسب دما برای فیلمهای
جذب شده روی گرافیت در چندین ضخامت بعد از یک تک لایه کامل……………… …………..30
شکل (6-1): تابع همبستگی بر حسب فاصله با پتانسیل لنارد- جونز (خط چین) و عزیز (خط پر) و پتانسیل برهمکنش بین ذرات برحسب فاصله……………………………………………………………………………………………………………………… ………….58
شکل (6-2): انرژی جنبشی سیستم هلیم-III دوبعدی بر حسب چگالی……………………. ………….59
شکل (6-3): انرژی خوشهی دوجسمی بر حسب چگالی با پتانسیلهای لنارد- جونز (lj)
و عزیز…………………………………………………………………………………………………………………………………. ………….60
شکل (6-4): نتایج محاسبات انرژی کل بر ذره سیستم مایع دوبعدی بر حسب چگالی با
پتانسیلهای لنارد – جونز(LJ) و عزیز…………………………………………………………………………….. …………..62
شکل (6-5): معادله حالت سیستم دوبعدی با پتانسیلهای لنارد – جونز (LJ) و عزیز …………..63
مقدمه
- تولید هلیم
هلیم بصورت یکی از سه ازوتوپ ، ، وجود دارد. نیمه عمری در حدود 0.82 ثانیه دارد و به این دلیل از اهمیت کمتری برخوردار است. دو ایزوتوپ پایدار (فرمیون) و (بوزون) به اندازه یک نوترون در هسته با یکدیگر تفاوت دارند.گاز هلیم-IV در طبیعت کمیاب است و اولین بار توسط رمزی[1] در سال 1895 کشف شد. هلیم-III هنوز کمیابتر است و به ازای هر 104 اتم گاز هلیم، یک اتم هلیم-III وجود دارد [1و2]. یکی از فواید راکتورهای هستهای توانایی آنها برای تبدیل لیتیم-VI به هلیم-III است که بوسیله بمباران نوترونی انجام می شود. ابتدا لیتیم به تریتیم و هلیم-IV تبدیل می شود،
(1-1)
اگر مخلوط آنها در یک تیوپ پالادیم که برای تریتیم متخلخل است گرم شود، گاز تریتیم از گاز هلیم جدا می شود. در نهایت تریتیم با یک واپاشی خود بخودی بتا با نیمه عمر 12.5 سال به تبدیل می شود،
(1-2)
از آنجا که گاز بوسیله بمباران نوترونی تولید می شود، فقط بوسیله تعداد بسیار کمی از منابع در دسترس قرار میگیرد و قیمت بسیار گرانی دارد.
پس از مدت کوتاهی از در دسترس قرار گرفتن گاز در سال 1948 کارهای تجربی روی کپهای آغاز شد. در این رابطه سیدوریاک و همکارانش[2] [3]، اسبرن و همکارانش[3] [4] پیشگام بوده اند و تحقیقاتی بر روی مایع و جامد انجام دادهاند.
تعداد صفحه : 84
قیمت :14700 تومان
بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد
و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.
پشتیبانی سایت : * serderehi@gmail.com
در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.
14,700 تومانافزودن به سبد خرید
