Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm

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MO: Molekülphysik

MO 5: Metallcluster (gemeinsam mit FV Atomphysik)

MO 5.3: Vortrag

Montag, 3. April 2000, 17:15–17:30, HS V

Negative Wärmekapazitäten beim Schmelzen freier Natriumcluster — •T. Hippler, M. Schmidt, R. Kusche, J. Donges, W. Kronmüller, B. von Issendorf und H. Haberland — Fakultät für Physik Universität Freiburg, Hermann Herder Str. 3, D-79104 Freiburg

Ausgehend von tiefen Energien wächst die Entropie eines Festkörpers schnell und verschwindet dann. Die der Flüssigkeit startet später, wächst aber schneller, so daß sich die beiden am Schmelzpunkt kreuzen. Eine Phasentrennung wie bei makroskopischen Systemen findet bei kleinen Clustern nicht statt, diese weisen stattdessen eine konvexe Einbuchtung in der Entropiekurve auf. Die daraus resultierenden Energieverteilungen zeigen bimodales Verhalten in der Nähe des Phasenübergangs. Für endliche Systeme ist die Breite der Verteilung nicht mehr klein im Vergleich zu ihrem Mittelwert, daher ergeben sich Unterschiede zwischen kanonischer und mikrokanonischer Temperatur bei gleicher Verteilung. In den mikrokanonischen kalorischen Kurven führt das zum „back-bending “am Phasenübergang und zu einer negativen Wärmekapazität, was für Na₁₄₇⁺ experimentell beobachtet werden konnte.