URSS.ru Магазин научной книги
Обложка Вонсовский С.В., Кацнельсон М.И. Квантовая физика твердого тела Обложка Вонсовский С.В., Кацнельсон М.И. Квантовая физика твердого тела
Id: 320887
1059 р.

Квантовая физика твердого тела Изд. 2, испр. и доп.

2025. 344 с.
Белая офсетная бумага

Аннотация

В книге наряду с традиционным материалом, посвященным квантовой физике твердого тела, излагаются такие вопросы, как рассеяние нейтронов, эффект Мёссбауэра, переходы металл — изолятор, плазменные явления и другие многоэлектронные эффекты, псевдопотенциал. Особое внимание уделяется общим вопросам теории твердого тела (уравнение Шрёдингера с периодическим потенциалом, приближение самосогласованного поля, границы применимости зонной теории и... (Подробнее)


Содержание
top
Предисловие ко второму изданию (М. И. Кацнельсон)3
Предисловие к первому изданию6
Глава 1. Введение9
§ 1.1. Общее термодинамическое описание твердого состояния9
§ 1.2. Кристаллическая структура твердых тел13
§ 1.3. Обратная решетка30
§ 1.4. Примеры простейших кристаллических структур33
§ 1.5. Экспериментальные способы определения периодической атомной структуры твердых тел37
§ 1.6. Качественные представления об электронно-ядерной структуре кристаллов45
§ 1.7. Классификация твердых тел50
1.7.1. Ионные кристаллы51
1.7.2. Валентные кристаллы и полупроводники52
1.7.3. Металлы, их сплавы и соединения54
1.7.4. Молекулярные кристаллы55
1.7.5. Кристаллы с водородной связью56
1.7.6. Одномерные и двумерные системы56
1.7.7. Квантовые кристаллы56
§ 1.8. Формулировка общей квантово-механической задачи о кристалле56
§ 1.9. Свойства неупорядоченных систем61
Глава 2. Физические свойства кристаллической решетки62
§ 2.1. Статика ионной решетки62
§ 2.2. Динамика ионной решетки65
2.2.1. Линейная одноатомная цепочка65
2.2.2. Линейная двухатомная цепочка68
2.2.3. Случай трехмерного кристалла71
2.2.4. Квантование колебаний ионной решетки74
§2.3. Удельная теплоемкость решетки76
§ 2.4. Учет ангармонических членов83
2.4.1. Тепловое расширение кристаллов84
2.4.2. Линейный по температуре член в теплоемкости85
2.4.3. Теплопроводность ионной решетки86
§ 2.5. Локализация фононов на точечных дефектах87
§ 2.6. Высокочастотная диэлектрическая проницаемость ионных кристаллов90
§ 2.7. Рассеяние на решетке и эффект Мёссбауэра92
2.7.1. Вероятность рассеяния и корреляционная функция92
2.7.2. Некоторые свойства фононных операторов и содержащих их средних95
2.7.3. Вычисление динамического формфактора в гармоническом приближении99
2.7.4. Упругое рассеяние102
2.7.5. Неупругое рассеяние104
2.7.6. Эффект Мёссбауэра106
§ 2.8. Заключение109
Глава 3. Металлы нормальных групп. Модель электронного газа110
§ 3.1. Типы металлов110
§ 3.2. Физический критерий металлического состояния. Электроны проводимости110
§ 3.3. Классическая теория электронов проводимости (теория Друде-Лоренца)114
§ 3.4. Теория "блуждающих" электронов по Френкелю120
§ 3.5. Применение квантовой статистики Ферми-Дирака к газу электронов проводимости122
3.5.1. Случай T=0 К124
35.2. Случай низких температур (T>0 К, но Т << ϴэл)126
3.5.3. Атомный объем, сжимаемостьи прочность металлов131
3.5.4. Парамагнетизм вырожденного электронного газа (теория Дорфмана-Паули)133
3.5.5. Диамагнетизм вырожденного электронного газа по Ландау138
3.5.6. Осцилляционные эффекты в ферми-газе145
3.5.7. Термоэлектронная эмиссия (эффект Ричардсона)147
§ 3.6. Кинетические явления149
3.6.1. Кинетическое уравнение Больцмана149
3.6.2. Электропроводность153
3.6.3. Теплопроводность и закон Видемана-Франца155
3.6.4. Термоэлектрические явления157
3.6.5. Гальваномагнитные явления161
§ 3.7. Высокочастотные свойства168
3.7.1. Исходные уравнения168
3.7.2. Скинчэффект170
3.7.3. Циклотронный резонанс172
3.7.4. Электромагнитные волны в металлах174
§ 3.8. Заключительные замечания178
Глава 4. Зонная теория179
§ 4.1. Предварительные замечания - одномерная модель179
4.1.1. Электронные волны в кристалле179
4.1.2. Цепочка прямоугольных потенциальных барьеров181
4.1.3. Линейная цепочка атомов185
4.1.4. Точная теория движения электрона в одномерной цепочке190
§ 4.2. Общая теория движения электрона в трехмерном кристалле202
4.2.1. Теорема Блоха202
4.2.2. Зоны Бриллюэна206
4.2.3. Энергетический спектр электрона210
4.2.4. Свойства изоэнергетических поверхностей214
4.2.5. Приближение почти свободных электронов216
§ 4.3. Действие электрического поля на электронные состояния226
4.3.1. Ускоренней эффективная масса электрона226
4.3.2. Зинеровский пробой229
§ 4.4. Критерий металл - полупроводник231
4.4.1. Носители тока в металлах и полупроводниках231
4.4.2. Пайерлсовский переход235
4.4.3. Моттовский переход236
4.4.4. Неупорядоченные системы237
§ 4.5. Расчет электронного энергетического спектра кристаллов239
4.5.1. Приближение самосогласованного поля239
4.5.2. Решение уравнения Шредингера: постановка задачи. Метод ячеек244
4.5.3. Метод ЛКАО (приближение сильной связи)246
4.5.4. Метод ОПВ (ортогонализованных плоских волн). Псевдопотенциал249
4.5.5. Метод присоединенных плоских волн251
4.5.6. kp-теория возмущений253
§4.6. Зонные электроны в магнитном поле255
4.6.1. Эффективный гамильтониан255
4.6.2. Классические траектории260
4.6.3. Квазиклассические уровни энергии. Осцилляционные эффекты264
§ 4.7. Примесные состояния268
4.7.1. Простая модель268
4.7.2. Резольвента и плотность состояний270
4.7.3. Фриделевские осцилляции272
§ 4.8. Заключение. Роль многочастичных эффектов274
Глава 5. Многочастичные эффекты276
§5.1. Плазменные явления. Экранирование276
5.1.1. Обсуждение модели276
5.1.2. Уравнение для самосогласованного плазменного потенциала277
5.1.3. Статическое экранирование281
5.1.4. Плазмон284
5.1.5. Фононы в плазменной модели287
5.1.6. Флуктуационно-диссипационная теорема288
§ 5.2. Теория ферми-жидкости290
5.2.1. Основные положения теории Ландау290
5.2.2. Термодинамические свойства293
5.2.3. Кинетическое уравнение для квазичастиц296
§ 5.3. Электрон-фононное взаимодействие298
5.3.1. Постановка задачи298
5.3.2. Температурная зависимость электропроводности металлов301
5.3.3. Полярон304
5.3.4. Феномен Купера309
§ 5.4. Сверхпроводимость312
§ 5.5.Экситоны318
§ 5.6. Переходные металлы и их соединения320
5.6.1. Свойства d- и f-состояний320
5.6.2. Модель Гайзенберга322
5.6.3. d-металлы330
5.6.4. Магнетизм 4 f-металлов334
§ 5.7. Заключение336
Послесловие (М. И. Кацнельсон)337
Список литературы, переизданной издательством URSS339

Об авторах
top
photoВонсовский Сергей Васильевич
Выдающийся физик-теоретик, специалист по ферромагнетизму и квантовой теории твердого тела. Дважды Лауреат Государственной премии СССР. Герой Социалистического Труда. Академик АН СССР (РАН). Доктор физико-математических наук, профессор. Заместитель директора Института физики металлов Уральского научного центра АН СССР, основатель уральской научной школы теории магнетизма. Награжден тремя орденами Ленина, двумя орденами Красной Звезды, орденом Трудового Красного Знамени, двумя орденами «Знак Почета», Золотой медалью имени С. И. Вавилова. С 1947 г. непрерывно работал в Институте физики металлов АН СССР: заведующий отделом, с 1950 г. — заместитель директора института, с 1953 г. — заведующий лабораторией, с 1993 г. — главный научный сотрудник.

Труды С. В. Вонсовского посвящены квантовой теории твердого тела, многоэлектронной теории металлов и полупроводников, теории ферро- и антиферромагнетизма, сверхпроводимости. В 1941 г. он разработал способ создания в ферромагнетиках магнитной текстуры путем термомеханической обработки. Создал новые технические магнитные материалы. Автор более 170 научных работ и 8 монографий, основные из которых: «Ферромагнетизм» (1948, соавтор Я. С. Шур), «Современное учение о магнетизме» (1953), «Магнетизм» (1971), «Сверхпроводимость переходных металлов, их сплавов и соединений» (1977), «Квантовая физика твердого тела» (1983).

photoКацнельсон Михаил Иосифович
Доктор физико-математических наук, профессор. Член Королевской академии наук и искусств Нидерландов, Европейской академии и Королевского научного общества в Уппсале. Почетный доктор Уппсальского университета. Лауреат премии Ленинского комсомола, Спинозовской премии (высшая научная награда в Нидерландах) и Гамбургской премии по теоретической физике. Рыцарь ордена Нидерландского льва.

После окончания Уральского государственного университета работал в Институте физики металлов УрО РАН (1977–2001) и в Уппсальском университете (Швеция). С 2004 года профессор университета имени святого Радбауда (Неймеген, Нидерланды).