Квантовая теория конденсированных сред

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 16:56 | 03.07.2018 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Квантовая теория конденсированных сред. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

Рисунок 3. Квантовая гипотеза.

Квантовая гипотеза позволила изобретателям не только объяснить атомные нюансы и спектры, но и разгадать многие сложные загадки в поведении твердых физических тел, прежде всего идеальных кристаллов. Казалось бы, содержащий миллионы атомов кристалл изучать в миллионы раз труднее, чем отдельную элементарную частицу. Однако задача не так уж и сложна, если взглянуть на нее с абсолютно другой точки зрения.

Определение 1

Внутри его по каждой прямой линии через равные промежутки расположены одни и те же атомы (или молекулы и ионы). Кристалл оснащен уникальным свойством периодичности по любому рассматриваемому направлению.

Потому-то при исследовании кристаллов именно упорядоченность помогает в первую очередь, а не свойства отдельных элементов. Как и в гипотезе молекулярных спектров, здесь используют методы теоретических групп и их общих представлений. Если молекулу в кристалле сдвинуть, то мгновенно возникнет сила, которая в итоге оттолкнет его от соседних частиц и вернет в исходное положение.

Благодаря этому кристалл при любых условиях устойчив: его ионы и атомы могут испытывать только незначительные колебания относительно положения стабильности и равновесия. Другое дело — электроны самих атомов. Определенная часть из них, которая расположена на низших энергетических ступенях, остается всегда в своем атоме. Но элементы с верхних уровней довольно свободно движутся от одного атома к другому, принадлежат при этом всему кристаллу.

Замечание 2

Следовательно, кристалл можно рассматривать как совокупность двух физических подсистем. Первая из них — сама кристаллическая решетка в виде периодической структуры из молекул, которые лишены валентных элементов, а потому в любом положении положительно заряженная. Вторая — общность электронов в электрическом периодическом поле положительно заряженной решётки.

Любое внешнее влияние на кристалл (электрическое, механическое, магнитное, тепловое) приводит в результате к тому, что в одной из концепций хаотично распространяются волны — как от брошенного камня в воду. Свойство периодичности избавляет исследователей от необходимости исследовать в кристалле подобные колебания отдельных ионов. Достаточно изучать волну в целом: согласно квантовой гипотезе, любому такому процессу соответствует частица — волновой квант; в теории твёрдого физического тела она носит название квазичастицей. Существует много видов квазичастиц. Один из самых распространенных — кванты или фотоны упругих колебаний кристаллической решётки, которые несут ответственность за распространение тепла и звука в кристалле.

Замечание 3

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Квантовая теория конденсированных сред, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.