Введение в физику твердого тела. Начало квантовой механики - Физика - Скачать бесплатно

Г.Г.ФИЛИПЕНКО


   КВАНТОВАЯ  МЕХАНИКА. ВВЕДЕНИЕ   В  НАЧАЛЬНЫЕ  УСЛОВИЯ  ФИЗИКИ  ТВЕРДОГО
                                    ТЕЛА.



    Электроны проводимости вносят низкий вклад в теплоемкость металла
(закон Дюлонга-Пти).

Теоретический же расчет по модели Друде показывает,что вклад электронов в
теплоемкость должен быть значительным.

     Атомы  металлов  плотно  упакованы, но не в один, а в несколько типов
упаковок - кристаллические решетки. Значит  кроме  плотной  упаковки, при
формировании  кристаллической  решетки  металла, играют  роль также  и
химические  свойства  атомов (атомных остовов).

      Металлическая  связь  объясняется  объединением  нескольких  внешних
электронов атомов металла  в общей, для  этих  электронов, зоне
проводимости.


      Существование  зоны  доказано  в известном  опыте, когда  возникал
кратковременный  ток при  торможении  предварительно  раскрученной
катушки, а число  электронов  проводимости определено  из  опытов  Холла.

       Как  определить “ химические”  свойства  атомного  остова?  Для
этого определим  число гибридных  орбиталей  атомного  остова, окруженного
и  притягиваемого  зоной  проводимости.

        У  алмаза  плотность  упаковки  атомов в  кристаллической  решетке
равна  34  процентам, а  координационное число  (число ближайших атомов
для  центральноизбранного)  равно  4. На одну  гибридную  орбиталь  атома
алмаза  приходится  34 разделить на 4  равно 8,5  процентов.



По  аналогии  для  атома  натрия  68 разделить  на 8  равно 8,5 процентов.
Отсюда  число гибридных  орбиталей  для  атомов  плотнейших  упаковок
будет  равно 74 разделить на 8,5 равно
9 шт. (орбиталей).


          Изложено  в  работе “К  вопросу о металлической связи в
плотнейших упаковках химических элементов”


           http://kristall.lan.krasu.ru/Science/publ_grodno.html


            http://sciteclibrary.ru/eng/catalog/pages/5216.html (in
English)


            Электроны  внешних  оболочек  или  подоболочек  сначала
заполняют  гибридные  орбитали, а  оставшиеся  электроны  размещаются  в
зоне  проводимости. Предположительно,  в
реальном  пространстве, зона  проводимости  должна  находится  в  районе
поверхности  ячейки  Вигнера-Зейтца. Грубо, она  напоминает  собой
пчелиные  соты.

              Поэтому  электроны  проводимости  вносят  низкий  вклад  в
теплоемкость  металла, т.к. они  по  сути  находятся  в  пространстве
двумерном со  сложной  поверхностью. Здесь ошибка  Друде. А  периодичность
для  электрона  проводимости  в кристалле  связана  не столько  с
постоянной  решетки , сколько со стереометрией гибридных (валентных)
орбиталей  атомных остовов. Смотри  осциляции  в  опытах  де-Гааза-ван-
Альфена  по  исследованию  поверхности  Ферми.

                С  учетом  вышеизложенного  ясно, что механизмы  заполнения
 и  расчетов  электронных  уровней  для  атомных  остовов  и  для  зоны
проводимости  должны  быть  различными.

                  Положительным  в  статье  видится  то, что  расчеты
свойств  материалов  можно вести  сразу для  химического  элемента, а не
для  пустого  куба  Борна-Кармана. Все это  наверное  диковато  для
квантового  механика , так  будем  терпимы  к  инакомыслящим.

ГРОДНО  январь 2004.