Физика твердого тела. Кристаллическая структура. Фононы. Морозов А.И. - 4 стр.

                              4

температуре, произойдет ионизация атомов: часть электронов
оторвется от них и образуется плазма – газ электронов и ионов.
Однако характер движения частиц, составляющих газ, не
изменится.
     В другом фазовом состоянии – состоянии кристаллического
твердого тела, - характер движения атомов или молекул совсем
другой. Рассмотрим случай идеального кристалла (не
содержащего никаких добавок и искажений). В твердом теле
характерный масштаб длины – межатомное расстояние,
                                                       о
составляющее несколько ангстрем (для определенности 3 А ). На
фоне такого масштаба ядро атома, имеющее размеры на 5
порядков меньшие, можно считать материальной точкой, в
которой, как мы знаем, сосредоточена основная масса атома.
Поэтому, в дальнейшем, говоря о координатах атома, мы будем
иметь в виду координаты его ядра.
     В кристалле атомы (молекулы) образуют идеальную
кристаллическую решетку, то есть имеет место так называемый
дальний порядок. Что это значит? Это значит, что, задав
положения равновесия некоторого ограниченного количества
атомов (молекул), можно предсказать положение равновесия
сколь угодно далекого атома.
     Это легко понять на примере листа клетчатой бумаги,
размеры которого мы мысленно продлим до бесконечности.
Задав положение четырех вершин одного квадратика (клеточки)
мы в случае идеальной сетки можем предсказать положения всех
других точек пересечения линий квадратной сетки.
     Наглядным трехмерным аналогом такой решетки может
служить бесконечно большая кладка из одинаковых кубиков
(например, детских). Задав координаты вершин одного кубика,
мы можем предсказать положение в пространстве вершин всех
остальных кубиков.
     Итак, мы договорились о положениях равновесия атомов. А
каков характер их движения? Атомы кристалла совершают малые
колебания вблизи своих положений равновесия. Термин «малые»
означает, что амплитуда этих колебаний u намного меньше