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简答题简述材料热膨胀的微观机理。
  • 随着原子间距的增大，原子间的引力和斥力都减小，但其减小的快慢不同。在某一距离r0，引力和斥力达到平衡，这一距离的合力为0，对应着最低的总势能。不考虑晶格振动，则r0是原子间的平衡，与温度无关。然而，由于原子间的作用力和势能的非线性，r〈r0时斥力和斥力能增大快，r>r0时引力和引力能增大慢，所以晶格振动到原子相互靠近方向时的振幅小，晶格振动到原子相互远离时的振幅大，考虑晶格振动，原子的平均距离>r0温度升高，晶格振动向两个方向的振幅都增大，其宏观表现就是热膨胀。

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