Теория твердого тела - Маделунг О.
Скачать (прямая ссылка):
Мир, 1967.
Для облегчения чтения книги, в частности, физиками-экспе-риментаторами, я
снабдил ее рядом Дополнений и примечаний; они имеют целью не столько
увеличить объем информации, сообщаемой читателю, сколько облегчить ему
разбор основного текста.
В оригинале книга состоит из трех отдельных выпусков, два первых из
которых, части I и II под общей обложкой, предлагаются читателю. Как
видно из оглавления, они представляют собой изложение широкого круга
равновесных и кинетических явлений в совершенных (идеальных) кристаллах -
металлах, диэлектриках и полупроводниках. В третьем выпуске
рассматриваются несовершенные кристаллы, т. е. примеси и поверхности в
кристаллах, а также неупорядоченные (аморфные) тела. Его содержание
требует особого обсуждения. Во всяком случае отдельное издание первых
двух выпусков представляется целесообразным.
Первая часть книги посвящена элементарным возбуждениям: плазмонам,
электронам и дыркам в кристаллах, фононам, магно-нам и экситонам. Вторая
часть -взаимодействиям этих возбуждений и связанным с ними кинетическим
явлениям: электропроводности, теплопроводности, поглощению света,
сверхпроводимости и т. п.
8
ОТ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
Для понимания книги требуется знание основных положений математики,
электродинамики, квантовой механики и статистической физики, даваемых на
физических факультетах университетов и на факультетах технических учебных
заведений с повышенной программой по физике. Надо, конечно, не столько
все помнить, как не бояться заглянуть в соответствующий учебник.
Перевод большей части книги выполнен доктором физико-математических наук
Ириной Викторовной Мочан. К сожалению, она не дожила до выхода книги в
свет. Свою работу над книгой я посвящаю ее светлой памяти.
А. Ансельм
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЙ АВТОРА
Связь между ионами и электронами в твердом теле осуществляется за счет
сильного взаимодействия между этими частицами. Физические явления в
твердом теле поэтому являются коллективными явлениями, в них участвует
большое число частиц, из которых построена решетка. Теоретическое
описание таких явлений на первый взгляд кажется значительно более
сложным, чем описание простой системы слабо взаимодействующих между собой
частиц. Результаты последних десяти лет, однако, показали, что
систематическое введение понятия "элементарных возбуждений" позволяет
охватить большую часть физики твердого тела с единой точки зрения.
Одновременно эта концепция дает наглядную формулировку многих явлений в
твердых телах и, таким образом, сильно облегчает их понимание.
Понятие элементарных возбуждений положено в основу этой книги. Первый
выпуск дает введение в основы теории. Определяются различные элементарные
возбуждения (коллективные возбуждения и квазичастицы) и обсуждаются их
свойства. На этой ступени сравнение с экспериментом возможно в небольшом
числе случаев. Физические процессы всегда являются взаимодействиями, в
которых участвуют элементарные возбуждения. К этому мы обратимся в двух
следующих выпусках. Подробный обзор распределения материала и
представлений, положенных в их основу, по трем выпускам читатель найдет в
первом параграфе.
Книга предназначена для всех, кто работает или хочет работать
теоретически или экспериментально в области физики твердого тела.
Предполагается знание квантовой механики в размере обычного курса одного
семестра. Выходящие за эти пределы математические вспомогательные методы
я поместил в Приложении А. Однако я сознательно избегал абстрактных
методов квантовой теории поля, которые все в большей степени находят
применение в.теории твердого тела. Мне кажется, что для широкого круга
читателей, на который рассчитана эта книга, эти- методы нецелесообразны.
Обсудить все проблемы теории твердого тела в этих трех выпусках казалось
мне не только невозможным, но и нецелесооб-
10
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЙ АВТОРА
разным. Я все же попробовал дать общую схему, в которую читатель сможет
включить материал, предлагаемый в более подробных обзорах, монографиях и
оригинальных работах. При этом отдельные области я изложил подробнее,
другие -короче. Некоторые отдельные области, по которым существуют
хорошие обобщающие обзоры, я часто обсуждал только с точки зрения
элементарных возбуждений. Так изложены в магнетизме спиновые волны; в
сверхпроводимости на первый план обсуждения поставлено электрон-
электронное взаимодействие посредством виртуальных фононов, тогда как
другие важные аспекты этой проблемы не изложены. Во всех случаях я все же
постарался указать читателю дополняющую и более подробную литературу.
В качестве системы единиц я везде использовал гауссову систему.
Большинство монографий по отдельным областям теории твердого тела, так же
как и "Введение в физику твердого тела" Киттеля [1], используют эту
систему. Обозначения физических величин в той мере, как это было
возможно, я ввел те же, что в последнем издании этой книги [1].
Первый выпуск возник на основе лекций и семинаров, которые я проводил в
