Составители:
Рубрика:
тальные фононные ветви свинца
1
(точки) и результаты расчета с учетом
первых пяти или двенадцати гармоник. Для удовлетворительного опи-
сания реального спектра понадобилось просуммировать по 12-ти плос-
костям.
Итак, гипотезы о том, что колебания в кристаллах описываются
волнами деформации и их волновые векторы квантуются с шагом, зави-
сящем от размеров кристалла, полностью оправданы тем, что позволили
вполне точно описать основные наблюдаемые закономерности, см. рис.
5.5.2, 5.5.3, 5.5.4. Иными словами, колебания кристалла можно описы-
вать потоком волн деформации. Очевидно, граничные условия
(5.4.4)
приведут, как мы это видели для электронных волн, к квантованию и
волн деформации, колебаний.
И, поскольку они квантованы, их и следует рассматривать как некие
новые
ЭЛЕМЕНТРАНЫЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ, которые названы ФОНОНАМИ.
Во всех приведенных рассмотрениях негласно предполагалось, что
фононы независимы. Вероятности заселения и сам фононный спектр
никак не зависят от температуры, от заселенности колебательных мод.
Следовательно, фононы можно считать
ОРТОГОНАЛЬНЫМИ, НОРМАЛЬ-
НЫМИ
ВОЗБУЖДЕНИЯМИ кристалла и описывать внутреннюю энергию
кристалла как сумму энергий
ФОНОНОВ.
К этому виду
ЭЛЕМЕНТРАНЫХ ВОЗБУЖДЕНИЙ уж совсем трудно от-
нести термин
ЧАСТИЦА. У ФОНОНОВ нет реального материального со-
держания, как, например, у фотона или электрона. Это –
КВАЗИЧАСТИЦЫ. В данном случае "квази" означает, что хоть никаких
реальных частиц в кристалле и не возникает при нагревании, но описы-
вать тепловые свойства мы можем тем же аппаратом, который разрабо-
тан для описания частиц. Термины "рождение" и "уничтожение" этих
КВАЗИЧАСТИЦ имеют точно тот же смысл, что и при описании фотонов.
В законах сохранения так же нужно учитывать и энергию
ω
=
E , и
импульс
k
p =
ФОНОНА.
5.5.3 Акустические и оптические фононные ветви
Все приведенные соображения и рассмотрения справедливы и для
поперечных, и продольных волн колебаний в любых кристаллах. Всего
1
Экспериментально фононные ветви могут быть исследованы дифракцион-
ными методами. В основном, это – рассеяние тепловых нейтронов и Мандель-
штам-Бриллюэновское рассеяние фотонов. См. [5], глава 5.
79
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- …
- следующая ›
- последняя »
