Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 28, Numéro C1, Février 1967
COLLOQUE SUR LES PHONONS ET HYPERSONS
Page(s) C1-53 - C1-64
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1967108
COLLOQUE SUR LES PHONONS ET HYPERSONS

J. Phys. Colloques 28 (1967) C1-53-C1-64

DOI: 10.1051/jphyscol:1967108

ASPECT HYDRODYNAMIQUE DU PHÉNOMÈNE DE TRANSPORT DE LA CHALEUR DANS LES SOLIDES

MM. L. TER MINASSIAN and P. PRUZAN

Laboratoire de Chimie Physique, 11, rue Pierre-Curie, Paris 5


Résumé
1) On attribue au continuum de Debye une équation d'état. Ceqtte dernière est responsable de la propagation non linéaire de perturbations qui se terminent en ondes de choc au bout d'une distance lc. 2) On suppose à l'origine, et dans un instant initial, l'existence d'un oscillateur d'Einstein. Oscillant à la même fréquence que l'un des modes de vibration du cristal, il est susceptible de le mettre en résonance. 3) L'énergie initiale se dissipe géométriquement en fonction inverse de la distance. 4) On identifie la distance lc avec le libre parcours d'ondes d'agitation thermiques. On présume que l'onde de choc est suffisamment « réactive » pour donner lieu à des transferts d'énergie (analogue aux processus N de la théorie des phonons). On suppose enfin, que la discontinuité de densité créée par l'onde de choc provoque des réflexions (analogues aux processus Umklapp) responsables de la résistance thermique. 5) On compare la théorie avec l'expérience. On obtient un bon accord dans les cas de l'argon, néon, germanium, silicium et diamant.


Abstract
1) An equation of state is given for the Debye continuum. The equation governs the non-linear propagation of the perturbation which ends in shock waves at a distance lc. 2) An Einstein oscillator is assumed to exist at the origin and at an initial time. Since it oscillates at the same frequency as one of the crystal's vibration modes, it can bring the crystal into resonance. 3) The initial energy is geometrically dissipated as an inverse function of the distance. 4) The distance lc is identified to the free path of thermal agitation waves. It is assumed that the shock wave is sufficiently « reactive » to give rise to energy transfer (analogous to the N process in the phonon theory). Finally, it is assumed that the discontinuity in density created by the shock wave produces reflections (analogous to the Umklapp process) which are responsible for the thermal resistance. 5) The theory is compared with experimental results. Good agreement is obtained for argon, neon, germanium, silicon and diamond.