ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предисловие редактора перевода из "Магнитные осцилляции в металлах " Хотя исследования осцилляционных явлений в металлах ведутся уже более 50 лет, их нельзя считать завершенными. Усовершенствование методики приводит к постановке новых (ранее нерешаемых) задач. Д. Шенберг ощущает динамику исследований эффекта дГвА и на протяжении всей книги подчеркивает, какие задачи нельзя считать решенными, какие новые проблемы возникли, чтб требует дальнейших исследований. Мнение такого ведущего специалиста, каким является автор, очень ценно. [c.6] не менее важное. Физика, как любая наука, не есть набор фактов, теорий, кривых и формул. Физику делают физики. Они вкладывают свою душу в то, что потом становится фактами, теориями, кривыми и формулами. Они ревниво относятся к своим результатам. Иногда их переоценивают. Или недооценивают результаты своих коллег. Ведь свой результат они пережили , а с чужим просто ознакомились. Отсюда — сравнительно частые конфликты между учеными, приоритетные споры, недооценка — все то, что, к сожалению, сопровождает, а иногда и отравляет жизнь ученых.. . Думая об этом, прочитайте внимательно книжку, которую вы держите в руках. Вы увидите, как бережно автор цитирует своих коллег, отдавая дань их заслугам, как уважительно описывает улучшения, внесенные в исследования его более молодыми коллегами, как благодарит тех, кто чем-то помог ему. Не преувеличивая, можно сказать книга Д. Шенберга может служить примером этики в научном общении. [c.7] ЛИ отметить, что они присоединяются к высказанной здесь оценке монографии. [c.8] Перевод выполнили Д. Ю. Шарвин (предисловие, гл. 1—5, приложения 1—11) и д-р физ.-мат. наук В. С. Эдельман (гл. 6—9, приложения 12—19). [c.8] Прошло уже более полувека с тех пор, как Шубников и де Гааз впервые обнаружили осцилляции электрического сопротивления висмута, а де Гааз и ван Альфен — осцилляции намагниченности при изменении магнитного поля. Вскоре после этого Пайерлс предложил принципиальное объяснение указанных эффектов, а Ландау даже неявно предсказал осцилляционный характер зависимости еще до ее обнаружения, но все же в течение следующих 20 лет эти эффекты продолжали оставаться своего рода научной диковинкой. Лишь в 50-х годах, когда магнитные осцилляции наблюдались уже во многих металлах, помимо висмута, и была развита более совершенная теория этих явлений, начали осознавать, что это не просто любопытный и красивый эффект, но потенциальное мощное средство для изучения электронной структуры металлов. [c.9] За последующие 20 лет использование этой возможности стало чрезвычайно популярным, а техника эксперимента и теория непрерывно совершенствовались, так что накопилось огромное количество подробной информации, относящейся к фермиологии отдельных металлов. В последние годы хотя и осталось еще много нерешенных проблем, темп работ несколько снизился, так что я в период полугодовой работы в университете Ватерлоо (1977 г.) решил, что сейчас как раз настало время для нового и всестороннего обзора, и несколько легкомысленно принялся за работу, не подозревая о том, что потребуется еще пять лет, прежде чем рукопись будет готова к печати. Опыт этих пяти лет оказался для меня весьма поучительным, поскольку многие задачи пришлось решать с самого начала, добиваясь для себя такой ясности, которая нужна, чтобы изложить все понятно и по возможности без усложнений. [c.9] НЫХ фактов, а также потому, что те примеры, которые я лучше всего знаю, в основном несложны. Я старался избегать изложения теории зонных структур (т.е. их расчета из первых принципов), поскольку об этом написано немалое количество специальной литературы, к которой и может обратиться интересующийся читатель, а также потому, что это предмет, в котором сам я довольно слабо разбираюсь. [c.10] Изложение теории магнитных осцилляций я начал с того, что принял без всяких формальных доказательств концепцию независимых квазичастиц и использовал квазиклассическое приближение. Только в конце кратко и отчасти на пальцах объясняется, почему эффекты многочастичного взаимодействия практически мало влияют на полученные результаты. Однако, выводя следствия из квазиклассического приближения, я старался возможно подробнее остановиться на том, каким образом результаты вытекают из начальных предположений, и обращал особое внимание на те места, которые мне казались неочевидными в оригинальных работах. Как правило, я старался либо в начале, либо в конце математических выкладок качественно объяснит то, что должна сделать математика. Я широко использовал приложения, вынося в них как математические подробности, которые из-за своей сложности слишком надолго отвлекли бы читателя от основного рассуждения, так и не очень близкие к основной теме вопросы, интересные с точки зрения физики. Можно, конечно, спорить о том, что следует выносить в приложения, а что должно оставаться в основном тексте вообще говоря, всю книгу можно было бы считать лишь приложением к некоему более общему труду по металлам, однако я надеюсь, что совершил не слишком большую ошибку, оставляя многие подробности в основном тексте. [c.10] Большую часть книги занимает обсуждение экспериментов, поставленных с целью проверки теории осцилляций и их особенностей. Однако часто согласие между теорией и экспериментом оказывалось неполным в том или ином отношении. Я старался привлечь внимание к таким расхождениям, а также к тем аспектам теории, которые еще недостаточно подтверждены экспериментально. Заостряя внимание на таких неувязках, я надеюсь, что это может оказаться полезным для развития новых направлений исследований. [c.11] Следует упомянуть еще о некоторых сторонах изложения. Я намеренно ввел большое количество рисунков, во-первых, чтобы сделать более наглядными формулы, во-вторых, чтобы с помощью экспериментальных кривых передать эстетическую привлекательность осцилляций, а также показать, хотя бы отчасти, многообразие таинственных и удивительных поверхностей Ферми. Иногда может показаться, что подписи к иллюстрациям слишком длинны, но я старался по возможности включать в них все необходимое для понимания рисунка, иногда повторяя текст, чтобы не нужно было слишком часто к нему обращаться. Иногда я также добавлял дополнительные детали, помогающие читателю самому сделать выводы из рисунка. Где это требовалось, даны подробные объяснения и к таблицам. Некоторые таблицы — это набор представленных в единообразном виде данных, которые иначе можно найти, только обратившись к ряду отдельных статей, где они зачастую представлены в разных формах. [c.11] Аналогичным образом, чтобы не утяжелять формулы, я довольно часто не выделяю векторы жирным шрифтом или Опускаю волну над символом, означающую осциллирующую часть какой-либо величи-ны , в тех местах, где это и так очевидно. Так, Л/часто записывается какМ, когда ясно, что имеется в виду осциллирующая часть, а векторная природам не очень важна. Часто также пишутся обычные производные, когда нет особой необходимости подчеркивать их частный характер [т.е. Ау/дх может означать на самом деле (ду/дх ], Выде ленные жирным шрифтом номера уравнений используются в тех случаях, когда на эти уравнения придется часто ссылаться в дальнейшем они также могут указывать читателю на решающий момент данного рассуждения. [c.12] Я надеюсь, что использование в книге гауссовой системы единиц не вызовет серьезных затруднений у тех, кто был воспитан на системе СИ (системы единиц в занимательной форме рассмотрены в работе [69]). Хотя мой выбор и связан, несомненно, с моим собственным воспитанием, но можно привести и объективные доводы в его защ чту, поскольку в теории, имеющей дело с магнетизмом, многие соотношения приобретают более простой и осмысленный вид в гауссовой системе кроме того, до последнего времени существовала некоторая неопределенность в определении намагниченности в системе СИ. Те, кто незнаком с гауссовой системой, должны только помнить, что там применяется одна и та же единица, гаусс (Гс), для магнитного поля, магнитной индукции и намагниченности, гаусс имеет ту же величину, что и эрстед (в книге эта единица не применяется), и 10 Гс = 10 кГс = = 1 Тл (тесла). Другие особенности, например использование сантиметров вместо метров и граммов вместо килограммов, не будут, я думаю, серьезным камнем преткновения. Там, где предполагается как-нибудь использовать теоретическую формулу на практике, множители, содержащие мировые константы, обычно даются в численном виде так, чтобы ответ получился в практических единицах, например в вольтах. [c.12] Национальный научно-исследовательский совет. — Прим. перев. [c.13] Некоторые дополнения о последних достижениях, сделанные при корректуре, приведены в тексте в виде подстрочных примечаний. [c.14] Вернуться к основной статье