(nota: esta descripción semiclásica solo es aplicable muy por encima de la temperatura de Debye) El panorama de energía potencial de cada átomo se parece a la línea roja en el gráfico a continuación. El eje x es la distancia entre los átomos, y el eje y es la energía potencial.
Fuente de la imagen: http://web.mit.edu/mbuehler/www/…
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A temperatura cero, cada átomo se sentará a una distancia [matemática] r_0 [/ matemática] de su vecino. A medida que aumenta la temperatura, los átomos pueden vibrar en su lugar, y esto tiene una cierta energía que puede asociarse con el muestreo de energías más altas en el paisaje de energía potencial. Cerca de su mínimo (es decir, a baja temperatura), la energía potencial es bastante simétrica y puede aproximarse mediante un potencial oscilador armónico. Por lo tanto, a bajas temperaturas, los átomos vibrarán simétricamente alrededor de su posición de energía mínima. Sin embargo, a temperaturas más altas, el gráfico de energía potencial comienza a verse asimétrico (o “anarmónico”). Esto refleja el hecho de que más allá del régimen armónico, la exclusión de pauli y la repulsión de coulomb limitan la proximidad entre los átomos y los iones. Como resultado, cuando los átomos vibran en su lugar con mayor energía, toman muestras del lado derecho del paisaje de energía potencial más. Por lo tanto, su distancia media entre sí crece con la temperatura, y el metal se expande en general. Esto se ilustra mediante las dos líneas discontinuas horizontales en el diagrama y las distancias atómicas medias, [math] r_1 [/ math] y [math] r_2 [/ math] asociadas con cada temperatura.
Editar: vea el comentario a continuación del usuario de Quora para obtener más rigor y detalles.
