1. 비열 용량 :
* 고전 예측 : 고전 이론은 고체의 비열 용량이 온도와 무관하게 3R (R이 이상적인 가스 상수)와 같아야한다고 예측합니다.
* 현실 : 실험에 따르면 고체의 비열 용량은 저온에서 크게 감소하고 절대 0 근처에서 0에 접근합니다. 이것은 dulong-petit 법률 로 알려져 있습니다 .
2. 열전도율 :
* 고전 예측 : 고전 이론은 열전도율이 일정하고 온도와 무관해야한다고 예측합니다.
* 현실 : 열전도율은 실제로 온도, 특히 저온에서 감소합니다.
3. 전기 전도도 :
* 고전 예측 : 고전 이론은 전자가 고체 내에서 자유롭게 움직일 수 있기 때문에 모든 고형물이 전기 도체가 우수해야한다고 예측합니다.
* 현실 : 많은 고형물은 절연체 또는 반도체이며, 전기 전도성 거동이 크게 상이합니다.
4. 자기 특성 :
* 고전 예측 : 고전 이론은 강자성, 상호 해석 및 디아마그네시즘과 같은 고형물의 다양한 자기 특성을 설명하지 못한다.
* 현실 : 이러한 특성은 전자의 양자 기계적 거동에서 발생합니다.
5. 격자 진동 :
* 고전 예측 : 고전 이론은 모든 주파수에서 고체 진동으로 원자가 진동 에너지의 지속적인 분포를 초래한다는 것을 예측한다.
* 현실 : 양자 역학은 격자 진동이 양자화되어 특정 에너지 수준에서만 존재할 수 있음을 예측합니다. 이것은 Debye 모델과 포논의 존재와 같은 현상을 일으 킵니다 (양자 격자 진동).
양자 역학의 필요성 :
고체의 특성을 설명하려면 양자 역학의 원리를 불러야합니다.
* 에너지의 양자화 : 고체의 전자는 이산 에너지 수준을 차지하며, 이는 전기 전도도와 자기의 거동을 설명합니다.
* 파동 입자 이중성 : 전자의 파도와 같은 특성은 에너지 밴드의 형성 및 밴드 갭의 존재와 같은 현상으로 이어지며, 반도체를 이해하는 데 중요합니다.
* 격자 진동의 양자화 : 이것은 다양한 온도에서의 비열 용량에 대한 올바른 설명으로 이어집니다.
요약하면, 고체의 고전 이론은 물질의 양자 특성을 설명하지 않기 때문에 실패합니다. 고체의 다양하고 복잡한 특성을 이해하려면 양자 역학이 필요합니다.
