ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Адиабатическое приближение из "Теория твёрдого тела " Из различных агрегатных состояний макроскопического вещества теоретически наиболее хорошо изучены только газообразное и твердое кристаллическое состояния. Стекловидные (аморфные) тела обладают неупорядоченным расположением ядер атомов и во многих отношениях близки к жидкостям. Поэтому, когда говорят о твердых телах, то обычно подразумевают только такие, которые обладают кристаллической структурой. Они представляют собой либо отдельные монокристаллы, либо поликристал-лические агрегаты, образованные из большого числа малых монокристаллов. [c.9] Поскольку твердые тела состоят из громадного числа частиц (электронов и ядер атомов), то возможно только приближенное квантовомеханическое описание таких систем. Основным приближением, используемым в теории твердого тела, является адиабатическое. Оно базируется на малости массы электрона т по сравнению с массами М ядер атомов. Отношение т/М 10 , поэтому в операторе энергии кристалла оператор кинетической энергии ядер является малым возмущением. В нулевом приближении можно считать, что электроны движутся в поле неподвиж- ных ядер, занимающих определенные положения в пространстве. [c.9] Обозначим буквой некоторое пространственное расположение ядер, тогда в нулевом адиабатическом приближении энергия электронов Цу будет функцией / . Буквой V мы обозначили совокупность квантовых чисел, определяющих состояние движения электронов при фиксированном Пусть Уо соответствует нижайшей электронной энергии, тогда ( ) определяет оператор потенциальной энергии для движения ядер в основном электронном состоянии. [c.9] В более высоких приближениях адиабатической теории учитывается связь электронных возбуждений с колебаниями ядер, обусловленная оператором кинетической энергии ядер. Эта связь приводит к процессам полного или частичного перехода энергии электронного возбуждения в энергию колебаний ядер, или к обратным процессам — теплового возбуждения электронных состояний, Такие процессы называются неадиабатическими. [c.10] Адиабатическое приближение оправдывается, когда вероятность неадиабатических процессов мала. Это условие обычно выполняется при низких температурах и при исследовании первых электронных невырожденных возбужденных состояний. [c.10] Вначале мы будем рассматривать только конфигурацию равновесных положений ядер в кристалле без электронного возбуждения. В некоторых кристаллах часть (или все) электронов жестко связана с ядрами. В этом случае в основном электронном состоянии можно говорить о равновесной конфигурации соответствующих ионов (или атомов). В молекулярных кристаллах структурной единицей является молекула. Движение ядер атомов в молекуле можно рассматривать как внутреннее возбуждение. [c.10] Вернуться к основной статье