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经典理论探究晶格振动

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:要在理论上解决晶格振动问题,必须作近似处理,进行必要假设近似。这样电子对离子运动的影响,可以通过引入均匀分布的空间负电荷所产生的常量势场来近似处理,把电子运动和离子运动分开,这称为绝热近似。晶格振动是个很复杂的问题,为了能够简单地抓住主要特点加以讨论,先考虑一维晶格的振动。然后把所得的一些主要结论和主要方法加以推广,应用到三维晶格的振动。

经典理论探究晶格振动

固体是由大量的原子组成的,原子又可分成离子和价电子两部分。离子与离子,离子与电子,电子与电子之间存在相互作用,这是复杂的多体问题。要在理论上解决晶格振动问题,必须作近似处理,进行必要假设近似。①绝热近似。严格说来,离子运动会引起电子云畸变,而电子运动又会影响离子的振动状态。所以离子的运动必须和电子的运动一起考虑。但是离子比电子重103~105倍,因此离子的运动速度比电子小得多。电子的费米速度是106m·s-1,而典型的离子速度至多是103m·s-1。现在考虑离子运动时,可近似认为电子能很快地适应离子的位置变化,在离子运动的任何一个瞬时,电子都处于基态。这样电子对离子运动的影响,可以通过引入均匀分布的空间负电荷所产生的常量势场来近似处理,把电子运动和离子运动分开,这称为绝热近似。在绝热近似下,我们能单独处理离子运动问题,由于电子可以很快地适应离子位置的变化,于是离子的运动可以看成是中性原子的运动,没有必要在术语上区别是离子振动还是原子振动,但通常利用原子振动这个术语。②简谐近似。在温度不太高的情况下,把原子在平衡位置附近的微小振动看成是简谐振动。

晶格振动是个很复杂的问题,为了能够简单地抓住主要特点加以讨论,先考虑一维晶格的振动。然后把所得的一些主要结论和主要方法加以推广,应用到三维晶格的振动。(www.xing528.com)

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