单位体积有N/υ个分子,而每一项(a/2)Δ2都属于两个分子,则属于单个分子的做功为?(a/2)Δ2,由此,均匀压缩所必须做的功A为方程4:

A=26/4·N/υ·a·Δ2

另一方面,均匀压缩所必须做的功A还可以表示为方程5:

A=?·k·Q2

其中,k是压缩率;Q是单位体积收缩率。

同时,单位体积收缩率Q=3Δ/d,将其代入方程5可得方程5a:

A=9Δ2/2kd2

联立方程4和方程5a,则压缩率k为方程6:

k=18υ/26ad2N

联立方程1和方程6可得26个分子分布的球面半径d和分子斥力和分子位移的压缩系数a,将其代入方程3即得分子的本征频率n和相应的真空波长l,其为方程3a:

l=2π/√6·(6/π)1/3·1/3·M1/3·ρ1/6·√k=1.08·103·M1/3·ρ1/6·√k

将格律乃森(E.Grüneisen)测定的金属压缩率k实验数据代入公式3a即得金属的红外本征波长l(单位l×104),其为:

铝45,铜53,银73,金79,镍45,铁46,钯58,铂66,镉115,锡102,铅135,铋168。

至此论文的思路一完成了,其根据固体的弹性性能计算出了固体的红外本征波长,也就是理清了固体的弹性性能和红外本征频率的关系。

论文的思路二为借助固体比热容量子化理论中红外本征频率和固体比热容的关系计算固体的红外本征频率。

首先,根据1906年11月9日的固体比热容量子化论文《普朗克的辐射理论和比热容理论》中的推导,固体的比热容为方程7:

C=3R·[e-a/T·(a/T)2/(e-a/T-1)2]

其中,C为克分子比热,即摩尔比热容;

a为 hn/k=a=hc/kl,h是普朗克常数,k为玻尔兹曼常数,c为光速。

{

注:方程7即为《普朗克的辐射理论和比热容理论》中的公式,本作《爱因斯坦68》方程10a:

c=5.94∑[e(βv)/(T)·(βv/T)2]/[e(βv)/(T)-1]2

}

将能斯特测定出的银的比热容实验数据代如方程7,可得银的参数a=162和l×104=90,其与思路一得出的银的外红本征波长l×104=73密切符合:

“这种密切的符合确实是惊人的。萨瑟兰观念的一种更确切的检验,很可能只有通过固体的分子理论的完善才能实现。”

论文至此结束,爱因斯坦这篇论文通过理论分析单原子分子物质的固体弹性性能和红外本征频率的关系,并与固体比热容量子化理论给出的固体红外本征频率做对比,既论证了萨瑟兰构想的固体的弹性性能和红外本征频率的关系,又再次佐证了固体比热容量子化理论的正确。

上述三篇评论文章最终都于1910年12月30日在《物理学年鉴》发表。

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