2. Определение с помощью закона Видемана-Франца.

Величина термона может быть установлена также из совсем другого круга идей – из сопоставления потоков термического и электрического зарядов, характеризуемых законом отношения проводимостей. Постоянство отношения проводимостей обусловлено связью, существующей между термонами и электронами. Зная макроскопические потоки термического и электрического зарядов, нетрудно найти величину термона. В данном случае сопоставляются эффекты проводимости на двух уровнях – макроскопическом и микроскопическом. Макроскопические потоки берутся из экспериментальных данных, посвященных количественному обоснованию закона Видемана-Франца для металлов. Для перехода к микромиру в рассмотрение вводятся термический и электрический заряды отдельного атома.

С целью решения поставленной задачи перепишем уравнение (449) закона отношения проводимостей для термоэлектрической системы следующим образом:

 = ()/(keТ) в²/град². (516)

Эта формула получена путем замены в уравнении (449) емкостей К_ и К_ их микроскопическими значениями, отнесенными к одному атому:

_ = К_/N_А = /Т дж/град²; (517)

_А = К_/N_А = ke/ ф, (518)

где Т - изменение температуры атома под действием одного термона, град;

 - изменение электрического потенциала атома под действием k электронов;

N_А - число Авогадро.

Разности потенциалов Т и  для атома неизвестны. Их можно исключить с помощью уравнения состояния (147), имеющего для термоэлектрического ансамбля вид:

 = _R_Т в, (519)

где _ - электрический заряд килограмм-молекулы (или атома) рассматриваемого вещества, k.

Применительно к электрическому заряду ke одного атома это уравнение дает

 = keR_ N_АТ в. (520)

Здесь постоянная R_ умножена на число Авогадро и взяты конечные изменения потенциалов в связи с дискретным (квантовым) характером изменения зарядов атома.

Из сопоставления выражений (516) и (520) окончательно получаем

 = /а дж/град, (521)

где

а = R_ N_А = 6,02510¹⁴ 1/(фград). (522)

Здесь коэффициент R_ принят равным его значению, определяемому формулой (453) (см. также табл. 1).

Для вычисление величины термона можно воспользоваться экспериментальными коэффициентами , приведенными в табл. 1. Разумеется, этот коэффициент надо взять для температуры, при которой каждый атом располагает одним термоном. Порядок этой температуры может быть найден по формуле (517), в которую можно подставить найденное ранее значение  [формула (515)] и известное значение емкости. Например, термоемкость одного атома серебра [5]

_ = К_/N_А = 1,2910^-25 дж/град². (523)

Следовательно, температура атома серебра изменяется от одного термона на величину

Т = /_ = 300 град. (524)

При этой температуре каждый атом килограмм-атома простого вещества содержит по одному термону, т.е. вещество полностью насыщается термонами. После этой температуры наблюдается заметная стабилизация значений теплоемкости и коэффициента  (рис. 20 и 21). Если вещество имеет сложный состав, то при температуре 300 К каждая молекула должна иметь столько термонов, сколько атомов содержится в молекуле. Этот вывод следует из закона Неймана и Коппа, т.е. из закона тождественности свойств.

Для температуры 300 К коэффициент  серебра равен 23,3 ав²/град² (табл. 1), а величина термона, вычисленная по формуле (521),

 = 3,8710^-23 дж/град. (525)

Как видим, это значение  мало отличается от найденного ранее – формула (515). Однако при оценке величины (525) надо принять во внимание недостаточную точность исходных экспериментальных данных.

Интересно отметить, что электрический потенциал одного атома изменяется под действием электрона на величину

 = е/_А = 0,029 в. (526)

Здесь заряд электрона соответствует формуле (65), а электроемкость килограмм-атома серебра при Т = 300 К [5]

К_ = 3,3310⁹ ф/кг-атом. (527)

Заметим также, что из отношений (515) и (521) вытекает следующее любопытное равенство:

 = abh в²/град², (528)

связывающее основные константы, характерные для процессов излучения и проводимости.