Физика фононов, Карпов С.В., 2006

Физика фононов, Карпов С.В., 2006.

Классификация кристаллов по типам связей.

Силы связи между атомами в кристаллах ответственны за существование конденсированного состояния вещества, однако не объясняют происхождение регулярного, периодического расположения атомов в кристалле. Практически силы связи почти всегда полностью электростатического происхождения, роль магнитных взаимодействий невелика. Часто используется классификация твердых тел по типам связи, включающая ионные, ковалентные, металлические и молекулярные кристаллы, а также кристаллы с водородными связями.

Существуют кристаллы, для которых такая классификация весьма удачна и хорошо описывает основные свойства, однако существует и ряд таких, для которых она невозможна или неразумна. В таблице 1 приведены характерные свойства кристаллов данного типа и даны примеры. В колонке три приведена энергия связи кристалла - энергия, необходимая для разделения одного моля вещества на отдельные атомы, молекулы или ионы (1 еV/.молекула = 23,05 калл/моль).



Металлические кристаллы.
Наличие свободных электронов в металлах приводит к высокой электропроводности кристаллов и объясняет высокий коэффициент отражения света. Наличие электронов проводимости (электронов, способных принимать участие в проводимости) обеспечивает также и силы межатомного взаимодействия. Кристаллы щелочных металлов можно рассматривать как систему правильно расположенных положительных зарядов, погруженных в однородную электронную жидкость. Связь, образованная наличием свободных электронов, не является сильной. Энергия связи щелочных металлов всего несколько десятков калл/моль. В металлических кристаллах переходных элементов электроны незаполненных оболочек образуют дополнительно слабые химические связи, чем и объясняется значительно большая энергия связи кристаллов металлов переходных элементов (до 210 калл/моль у металлического вольфрама W). Металлические кристаллы обычно кристаллизуются в высоко симметричные структуры, построенные по принципу плотнейшей упаковки шаров.

Молекулярные кристаллы.
Как следует из названия, эти кристаллы построены из молекул, так что их свойства определяются в основном свойствами молекул, их составляющих. Поскольку все химические связи в молекулах насыщены, а заряды отсутствуют, силы связи б молекулярных кристаллах не могут быть ни ковалентными, ни ионными. Связь в таких кристаллах осуществляется слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Природа этих сил следующая: даже в не дипольных молекулах существует флюктуирующий дипольный (или квадрупольный) момент, вызывающий появление индуцированного электрического момента в соседних молекулах. Взаимодействие этих электрических моментов в среднем приводит к притяжению соседних молекул (т.н. дисперсионные силы ). Силы притяжения очень слабы, поэтому молекулярные кристаллы имеют довольно низкую температуру плавления. Возникновение сил Вандер-Ваальса иллюстрируется рис.7, где рассмотрены два случая возникновения индуцированного момента p2 в поле диполяр p1


ОГЛАВЛЕНИЕ
1. АТОМНЫЕ СИЛЫ В КРИСТАЛЛАХ И УПРУГИЕ СВОЙСТВА
1.1. Классификация кристаллов по типам связей
1. Ионные кристаллы
2. Ковалентные кристаллы
3. Металлические кристаллы
4. Молекулярные кристаллы
5.Кристаллы с водородными связями
1.2. Энергия решетки ионных кристаллов
2. УПРУГИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ
2.1. Тензор напряжений и деформаций
2.2. Тензорные свойства кристаллов
2.3. Закон Гука. Модули упругости и упругие константы
2.4. Упругие волны в кристалле
3. КОЛЕБАНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЦЕПОЧЕК
3.1. Линейная моноатомная цепочка
3.2. Дисперсионные соотношения (закон дисперсии)
1. ИДЕАЛЬНАЯ СТРУНА
2.Двухпроводная электрическая линия
3. СВЯЗАННЫЕ МАЯТНИКИ
4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ В АТМОСФЕРЕ
5.ВОЛНЫ ДЕ-БРОЙЛЯ
3.3. Фазовая и групповая скорость волн в диспергирующей среде
3.4. Одномерная двухатомная цепочка
3. КОЛЕБАНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ
3.4. Колебания трехмерной решетки
3.5. Обратная решетка и зона Бриллюэна
3.6. Ход ветвей колебаний в зоне
3.7. Расчеты колебаний кристаллов
3.7. Функция распределения плотности частот
4. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ КРИСТАЛЛОВ
4.2. Продольные и поперечные акустические колебания
4.3. Поперечные и продольные оптические колебания
4.4. Соотношения Лиддейна-Сакса-Теллера
4.4. Эффект "запаздывания". Поляритон
4.5. Нормальные колебания. Фононы.
5. АНГАРМОНИЗМ КОЛЕБАНИЙ
5.1. Гармонический осциллятор
5.2. Ангармонический осциллятор и кристалл
5.3. Фонон-фононные взаимодействия



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Физика фононов, Карпов С.В., 2006 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать doc
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать книгу Физика фононов, Карпов С.В., 2006 - doc - Яндекс.Диск.




Теги: Карпов :: физика :: учебник по физике