Debyeov model tuhej látky

Debyeov model tuhej látky sa radí medzi najúspešnejšie modely tuhej látky. Na rozdiel od Einsteinovho modelu tuhej látky uvažoval Debye o kmitoch celého kryštálu ako o kmitoch tesne spriahnutých atómov, a nie len jediného nezávislého atómu. V snahe započítať interakciu susedných atómov, opísal Debye prípad, pri ktorom považoval tuhú látku za spojitý elastický objekt, v ktorom sa šíria elastické vlny. Energia týchto vĺn je kvantovaná, t. j. v ohraničenom pružnom prostredí môžu stojaté elastické vlny vzniknúť len pre celkom určité frekvencie, teda len pre celkom určité kmitavé stavy.

Podľa Debyea v skutočných kryštáloch sa síce jednotlivé atómy nesprávajú ako nezávislé harmonické oscilátory, ale ich kmity je aj napriek tomu možné opísať pomocou lineárnych harmonických oscilátorov. Predpokladá, že jediným možným druhom pohybu viazaných častíc v kryštále je ich kmytavý pohyb okolo rovnovážnych polôh. Amplitúdy týchto kmitov sú väčšinou malé v porovnaní s medziatómovými vzdialenosťami a frekvencie sú diskrétne.

V Debyeovom modeli, podobne ako v Einsteinovom, je teda tuhá látka súborom 3N oscilátorov. Ale na rozdiel od Einsteinovho modelu, v Debyeovom modeli v dôsledku atómových väzieb atómy kryštálu nekmitajú nezávisle od seba, ale tvoria sústavu 3N viazaných ocilátorov, keď každý atóm je viazaný s okolím troma nehmotnými pružinami. Energia týchto oscilátorov je tiež kvantovaná a ich frekvencie sú diskrétne s rôznymi hodnotami z istého uzavretého intervalu.