Танцы твердых тел

«3 NkT   звучит,   конечно,   четко» и т. д. Классическая физика дает для энергии кристаллической решетки формулу Е = 3 NkT. которая четко звучит для того, кто знает, что N — число атомов, к — постоянная Больцмана, а Т — температура. Но реальная зависимость энергии решетки от температуры — совершенно иная. Дебай создал удовлетворительную квантовую теорию твердого тела на основе представления о фоно-нах — звуковых волнах в кристалле.

«Свободный Электрон нам обещает раскрыть секреты свойств Проводника...» и т. д. Те электроны з металлах, которые плохо держатся на атомных орбитах, становятся общими, принадлежащими всему кристаллу («свободными» их назвали в насмешку). В решетке германия свободные электрбны появляются при добавлении мышьяка и обеспечивают высокую проводимость.

«...Как «Допинг» Ферми-уровни меняет...» Значения, которые может приобрести энергия электронов в кристалле, называются уровнями Ферми. Эти значения зависят от различных факторов: от облучения, от инжекцин электронов и т. д.  

«Там Атомы кочуют на свободе: их никакая сила не смогла затиснуть в три Магических Числа». Атомы в своих клетках (в решетке) располагаются не в абсолютном порядке, а слегка отклоняясь от точной повторяемости структуры. Поэтому предсказать координаты атома в пространстве (три магических числа х, у и г) можно лишь с небольшой, относительно межатомных расстояний, точностью.

«Там Электроны с Дырками попарно...» и т. д. «Дырка» — официальное обозначение отсутствия электрона там, где он должен быть в кристалле. «Наличие отсутствия» электрона может реально сказаться на проводимости и других свойствах.

«...И каждый Элемент решает смело» и т. д. Законы квантовой механики решительно определяют спектральный состав излучения каждого сорта атомов (т. е. каждого элемента). Элементу остается лишь «смело» с этим примириться.

«...Непарный Электрой в иих виноват». Когда у атома имеется нечетное число электронов на орбите, магнитный момент этих электронов (спин) существенно влияет на магнитный момент всего атома и при определенных условиях может вызвать ферромагнетизм, т. е. коллективное упорядочение атомов по направлению магнитных моментов. Такое коллективное упорядочение по конъюнктурным соображениям (при этом получается выгода в энергии) обычно распределяется не на все тело, а лишь на небольшие его участки — домены. Магнитные моменты доменов направлены противоположно друг другу. Однако стоит только включить внешнее магнитное поле, как все домены «поворачиваются» в одном направлении, при этом границы (стены) между доменами сглаживаются.

«Так создает Гармонию Вселенной ничтожных Сил суммарный результат». Этот финальный вывод был уже сделан Л. Н. Толстым в «Войне и мире», хотя велнкий писатель, как известно, естественных наук не любил: «Движение народов производит не власть, не умственная деятельность, но ...деятельность всех людей, принимающих участие в событии... Придя к бесконечно малому, математика оставит процесс дробления и приступит к новому процессу суммования бесконечно малых».

Как трудно добиться новизны!

Доктор физико-математических наук А. В. ВОРОНЕЛЬ