ピーター・デバイ
【比熱の定式化で新しい物理モデルを提案】

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【1884年3月24日生まれ ~ 1966年11月2日没】

オランダ生まれのデバイ

デバイはオランダに生まれていて、

物理学者にして化学者です。

ドイツで教授を務めていたりもしました。

第二次大戦の時には渡米してコーネル大学で

教授を務めていました。そんなデバイは、

比熱の定式化で名を残しています。

デバイの業績①

また、電子の双極子モーメントを使って誘電率の説明をしました。

自由電子が内部に存在しない誘電体を考えた時に、
その物質内部で電場付加時に電子と原子核は
反対方向に移動して双極子を作ります。

双極子の考えで「双極子モーメント」が定義され、
その単位体積当たりの値を吟味することで
電場と誘電率の関係が示せたのです。

高度な物理モデルの構築と物性への適用です。

誘電率は真空中を基準とした時に

アルミナ、雲母、NaCl、水晶、ダイヤモンドで
５から９の値をとり、水（純水）で80の値をとり、
メチルアルコールで33の値をとります。
【理科年表より】_

こうした業績からデバイは

分子モーメントの単位として名を残しています。

デバイの別の業績②

また、

デバイの別の業績としては比熱に対しての物もあります。

一般的に比熱のモデルですが、今日では一般的に

アインシュタイン・モデルと

デバイ・モデルが使われます。

アインシュタインの比熱モデルは拘束された原子核が
バネでつながれたイメージです。

二次元で例えてみると碁盤の線の交点に原子があって、
交点間の線にバネがあって隣の交点に熱を伝えます。
交点に足る特定の原子が激しく動くと
隣接する上下左右4点の原子がバネを介して
エネルギーを受けるイメージのモデルです。

対してデバイ・モデルは音子（フォノン）が
箱の中を動き回るモデルであって
理想気体が運動する様子に近いです。

デバイモデルでは長波長の弾性波を
モデルに取り入れる事が出来るうえに、
外界とのリンクも勘定しやすいです。

現代の我々は夫々のモデルが当てはめられる場合の考察が出来るのです。

具体的にデバイモデルでは外界とのリンクを
取り入れていて、それは箱の出口となるドアで表されています。

こういった概念を纏めているサイトを見つけました。
最後に以下にURLを記します。
ご参考にして下さい。

（ときわ台学さん）（別リンク）

〆

TechAcademy [テックアカデミー]
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nowkouji226@gmail.com

2020/09/25_初稿投稿
2023/01/06_改定投稿

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（2021年10月時点での対応英訳）

Dutch-born debye

Debye was born in the Netherlands and is a physicist and chemist. He was also a professor in Germany. He traveled to the United States during the war and was a professor at Cornell University. Such Debye has made a name for himself in the formulation of his specific heat.

Debye’s achievements ①

I also explained the permittivity using the dipole moment of electrons. When considering a dielectric in which free electrons do not exist inside, the electrons and nuclei move in opposite directions when an electric field is applied inside the material to form a dipole. Based on this idea, the “dipole moment” was defined, and the relationship between the electric field and the permittivity was shown by examining the value per unit volume. The permittivity takes a value of 5 to 9 for alumina, mica, NaCl, crystal, and diamond, 80 for water (pure water), and 33 for methyl alcohol, based on vacuum. [From the Chronological Scientific Tables] _ From these achievements, Debye has left its name as a unit of molecular moment.

Another achievement of Debye②

Another achievement of Debye is for specific heat. Although it is generally a specific heat model, the Einstein model and the Debye model are commonly used today. Einstein’s specific heat model is an image of constrained nuclei connected by springs. If you compare it in two dimensions, there is an atom at the intersection of the lines on the board, and there is a spring in the line between the intersections to transfer heat to the next intersection.

This is a model of the image that when a specific atom sufficient for an intersection moves violently, four adjacent atoms on the top, bottom, left, and right next to it receive energy via a spring. On the other hand, the Debye model is a model in which a phonon moves around in a box, which is similar to the movement of an ideal gas. In the Debye model, long-wavelength elastic waves can be incorporated into the model, and it is easy to count links with the outside world. Specifically, the Debye model incorporates a link to the outside world, which is represented by the door that exits the box.