Обложка Френкель Я.И. Введение в теорию металлов
Id: 272241
699 руб.

Введение в теорию металлов. Изд. 5

Электронная теория металлических тел • Зонная теория диэлектриков и металлов • Молекулярно-кинетическая теория твердых и жидких тел и ее применение к металлам • Кинетическая теория сплавов • Прочность и пластичность.

Аннотация

В книге излагается электронная теория металлических тел, их молекулярно-кинетическая теория и основы теории пластичности и прочности. Во многом излагаемые вопросы базируются на оригинальных работах автора монографии. И сейчас к книге можно приложить оценку, данную академиком С. В. Вонсовским: «Книга Я. И. Френкеля в силу оригинальности и глубины изложения не потеряла своей свежести и актуальности и может, бесспорно, служить прекрасным введением... (Подробнее)


Оглавление
Предисловие редактора к четвертому изданию 3
Предисловие редактора к третьему изданию 5
Предисловие ко второму изданию 6
Предисловие к первому изданию 8
Часть I ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТЕЛ
Глава I. Электрическая теория междучастичных сил ... 10
§ 1. Происхождение и характер сил междуатомного сцепления 11
§ 2. Коллективизация электронов как причина химической связи 15
§ 3. Квантовые условия; соотношение между потенциальной и кинетической энергией устойчивой системы частиц 20
§ 4. Коллективизация валентных электронов при конденсации металлического пара 23
§ 5. Движение коллективизированных электронов в металлическом теле 28
Глава II. Кинетическая природа сил отталкивания в металлических телах; плотность, сжимаемость и прочность металлов 32
§ 1. Двухатомная модель твердого тела 33
§ 2. Характеристика сил сцепления и сил отталкивания в металлах 35
§ 3. Уравнение состояния и плотность металлов .... 39
§ 4. Сжимаемость и прочность металлов 43
§ 5. Поверхностное натяжение расплавленных металлов 47
§ 6. Работа выхода коллективизированных электронов из металла 51
Глава III. Тепловое движение в твердых телах при низких температурах 53
§ 1. Закон Дюлонга и Пти и первоначальная теория теплоемкости твердых тел при низких температурах 53
§ 2. Акустическая теория теплоемкости одномерного твердого тела (атомной цепочки) 58
§ 3. Теория теплоемкости Дебая 62
§ 4. Фононы 65
Глава IV. Распределение электронов по энергетическим уровням и их тепловая энергия 67
§ 1, Описание движения коллективизированных электронов в металле с помощью электронных волн б?
§ 2. Распределение электронов по квантованным состояниям при температуре абсолютного нуля 70
§ 3. Распределение электронов при Т > 0 73
§ 4. Тепловая энергия коллективизированных электронов 76
§ 5. Термоэлектронная эмиссия 78
§ 6. Теплоемкость металлов, обусловленная тепловой энергией коллективизированных электронов ... 80
§ 7. Теплопроводность и электропроводность металлов 82
Глава V. Абсолютная величина электропроводности и теплопроводности металлов 85
§ 1. Средняя длина пробега электрона в веществе .... 85
§ 2. Средняя длина пробега электронов как величина, обратная коэффициенту рассеяния электронных волн 88
§ 3. Зависимость электрического сопротивления металлов от температуры и примесей 91
§ 4. Изменение электропроводности металлов при их плавлении 95
§ 5. Сверхпроводимость 96
Глава VI. Магнетизм 99
§ 1. Парамагнетизм металлов, не зависящий от температуры 100
§ 2. Основы квантовой теории ферромагнетизма .... 102
§ 3. Причины дробления ферромагнитного тела на домены 106
§ 4. Техническая кривая намагничивания ферромагнитных тел 110
§ 5. Теория внутреннего молекулярного поля .... 113
Часть II ЗОННАЯ ТЕОРИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ И МЕТАЛЛОВ
Глава VII. Рассеяние рентгеновских лучей и электронов кристаллами 118
§ 1. Селективное отражение рентгеновских лучей в одномерном случае 119
§ 2. Влияние тепловых колебаний атомов на селективное отражение рентгеновских лучей 120
§ 3. Трехмерное обобщение и квантовая трактовка предыдущих результатов 122
§ 4. Неучастие коллективизированных электронов в селективном отражении рентгеновских лучей металлами 123
Глава VIII. Движете коллективизированных электронов в металлах 126
§ 1. Модель металла с невзаимодействующими электронами в периодическом силовом поле 127
§ 2. Приближенное решение задачи о движении электрона в одномерном периодическом поле 129
§ 3. Движение коллективизированного электрона в замкнутой цепочке атомов 133
§ 4. Энергия и скорость отдельных электронов в зонной теории 136
§ 5. Междузонные переходы электрона и сведение верхних зон к нижней (основной) 141
Глава IX. Зонная теория твердых диэлектриков . , . . 145
§ 1. Коллективизированные электроны в диэлектриках и электронных полупроводниках 145
§ 2. Зависимость степени коллективизации электронов в полупроводниках от температуры; роль примесей 148
§ 3. Рассеяние коллективизированных электронов и дырок в кристалле и их «самозахват» 150
§ 4. Критическое рассмотрение теории коллективизации электронов в нормальном состоянии диэлектриков 153
Глава X. Зонная теория металлов 159
§ 1. Применение зонной теории к металлам (случай двух измерений); полярная многоэлектронная модель 159
§ 2. Применение зонной теории к структуре твердых металлов и сплавов 164
§ 3. Интерметаллические сплавы с диэлектрическими свойствами 167
Часть III МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ ТЕЛ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ К МЕТАЛЛАМ
Г л а в а XI. Тепловое расширение металлов и теплопроводность их, зависящая от атомных колебаний .... 171
§ 1. Тепловое расширение как следствие асимметрии между атомных сил 171
§ 2. Вычисление коэффициента теплового расширения 174
§ 3. Квантовая (фононная) теория теплопроводности твердых неметаллических тел 177
§ 4. Фононная и электронная теплопроводность металлов 180
Глава XII. Тепловое движение в реальных твердах телах 182
§ 1. Перемещение атомов в твердых телах 183
§ 2. Тепловая диссоциация кристаллической решетки при высоких температурах 187
§ 3. Независимое образование дырок и дислоцированных атомов 190
Глава XIII. Диффузия атомов в твердых телах 194
§ 1. Время «оседлой» жизни дислоцированного атома и дырки 194
§ 2. Средняя скорость перемещения дырок и атомов в решетке кристалла; различные механизмы перемещения атомов 198
§ 3. Коэффициент само диффузии атомов в твердом теле 202
§ 4. Элементарный вывод уравнения само диффузии 205
§ 5, Взаимная диффузия в твердых растворах замещения 207
§ 6, Механизмы спекания металлических порошков (металлокерамика) 211
Глава XIV. Молекулярно-кинетическая теория твердых тел 218
§ 1. Плавление кристалла с точки зрения дырочного механизма 218
§ 2. Трехатомная модель кристалла и ее устойчивость 219
§ 3. Уравнение состояния трехатомной модели кристалла 222
§ 4. Неустойчивость промежуточных состояний кристаллической решетки 227
Глава XV. Теория плавления 23J
§ 1. Свободная энергия твердого тела 231
§ 2. Термодинамическая теория плавления 233
§ 3. Дырочная теория жидкостей 237
Глава XVI. Молекулярно-кинетическая теория жидкого состояния 242
§ 1. Характер теплового движения атомов в жидкости 242
§ 2. Время оседлой жизни атомов жидкого тела .... 245
§ 3. Коэффициент самодиффузии и диффузии в жидких телах 248
§ 4. Подвижность постороннего атома в жидкости . . . 251
§ 5. Текучесть (вязкость) жидкостей 256
§ 6. Вычисление коэффициента вязкости жидкостей 259
Глава XVII. Различные сопоставления и приложения теории 262
§ 1. Сопоставление результатов предыдущей теории с формулой Бачинского 262
§ 2. Релаксационная теория упругости аморфных тел 266
§ 3. Сопоставление феноменологической и молекулярно- кинетической теорий 270
§ 4. Применение предыдущих представлений к земному шару 272
Часть IV КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ СПЛАВОВ
Глава XVIII. Упорядочивающиеся сплавы 277
§ 1. Упорядочивающиеся сплавы; дальний и ближний порядок в чередовании атомов 278
§ 2. Точка Кюри в случае упорядочивающихся сплавов 282
§ 3, Влияние упорядочивания сплава на его электропроводность 286
§ 4. Разупорядочение сплава и плавление однородного металла . 287
Глава XIX. Распадающиеся сплавы 292
§ 1. Формальное сведение процесса распада бинарного сплава к процессу упорядочения 292
§ 2. Общие соображения о распаде бинарных сплавов 294
§ 3. Общая теория распада твердого бинарного сплава на две твердые фазы 296
§ 4. Диаграммы плавкости 300
§ 5. Растворение газов в твердых и жидких телах . . . 306
Глава XX. Кинетика распада твердых растворов .... 308
§ 1. Гетерофазные флуктуации в термодинамическиравновесных системах 311
§ 2. Зародыши критических размеров в термодинамически-неравновесных системах и скорость фазовых превращений 313
§ 3. Кинетика распада пересыщенного твердого раствора 317
§ 4. Кинетика фазовых превращений 321
Часть V ПРОЧНОСТЬ и ПЛАСТИЧНОСТЬ
Глава XXI. Хрупкая прочность металлов 326
§ 1. Дефекты кристаллической структуры как причина понижения технической прочности в сравнении с теоретической 327
§ 2. Масштабный фактор 329
§ 3. Статистическая теория прочности 330
§ 4. Теория влияния трещин на прочность 333
Глава XXII. Пластичность металлов 338
§ 1. Упрочнение и отдых 338
§ 2. Дислокации как исходные элементы пластической деформации 341
§ 3. Атомная одномерная модель движущейся дислокации (по Френкелю и Конторовой) 344
§ 4. Затухание дислокации при ее распространении 351
§ 5. Распространение двойникования как движение ориентационной дислокации и трансляционные дислокации поперечного типа 354
§ 6. Теория дислокаций в непрерывной изотропной среде 359
§ 7. Особенности пластичности металлических тел . . . 363
Литература 366
Приложение. Магнетизм и электропроводность металлов (С. В. Вонсоеский) 370

Об авторе
Френкель Яков Ильич
Выдающийся советский физик-теоретик, член-корреспондент АН СССР (1929). Окончил физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета (1916). В 1918–1921 гг. — приват-доцент Таврического университета. С 1921 г. и до конца жизни возглавлял теоретический отдел Физико-технического института и кафедру теоретической физики Ленинградского политехнического института. Работал у В. Паули в Гамбурге и у Н. Бора в Геттингене (1925–1926), был участником Международного съезда физиков в Италии (1927), читал лекции в университете Миннесоты (США) в 1930–1931 гг. Лауреат Сталинской премии первой степени (1947) за научные исследования по теории жидкого состояния.

Область научных интересов Я. И. Френкеля была необычайно широка — в нее входили электронная теория твердого тела, физика конденсированного состояния вещества, физика атомного ядра и элементарных частиц, общие вопросы квантовой механики и электродинамики, астрофизика, гео- и биофизика. Он занимался построением кинетической теории жидкостей (Сталинская премии первой степени, 1947), создал качественную теорию ферромагнетизма (1928) и квантовую теорию электрических и оптических свойств диэлектрических кристаллов (1930–1936). Мировое признание получили и работы Я. И. Френкеля в области общих разделов физической теории. Новые идеи, внесенные им в геофизику, нашли отражение в том числе и в монографии «Теория явлений атмосферного электричества», впервые вышедшей в 1949 г. и неоднократно переиздававшейся в URSS.