デュロン＝プティの法則

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デュロン＝プティの法則と極低温

デバイの比熱式

ところが、極低温の世界では、デュロン＝プティの法則は成り立たない。
固体の温度が絶対0度に近づくにしたがい、定積モル熱容量の値は3Rから外れて急激に0に近づいていく。
極低温では、量子力学的な効果が出てくるからだ。

この現象は長い間の謎であったが、アインシュタイン(A.Einstein)が提案した「各原子が独自に振動するモデル」で一応の決着を見た。

このアインシュタインのモデルでは、定積モル熱容量が絶対0度付近で0になるカーブを描くことができたが、実験事実との一致しない部分が残っていた。
デバイ(P.Debye)は、「各原子が様々なモードで振動するモデル」で計算し、実験事実と矛盾しない式の導出に成功した。 これをデバイの比熱式という。

炭素、ホウ素など軽い元素からなる固体は、常温であっても、デュロン＝プティの法則に従わない。
これらは、常温であっても量子力学的な効果が残っているからである。

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