Динамическая теория кристаллических решеток - Борн М.
Скачать (прямая ссылка):
В русском переводе некоторые обозначения в формулах были заменены принятыми в советской литературе (преимущественно обозначения векторных операций). Мы не сочли, однако, возможным изменить принятую авторами символику, употреблявшуюся М. Борном еще в прежних монографиях, несмотря на некоторую ее громоздкость.
И. М. Лифшиц.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Эта книга была начата во время войны, около четырнадцати лет назад. Моя первая книга о кристаллах вышла во время первой мировой войны под названием «Dynamik der Kristallgitter» [1]. Несколькими годами позже Зоммерфельд предложил мне написать статью на эту тему для «Математической энциклопедии». Статья эта появилась в пятом томе (стр. 527) под заголовком: «Атомная теория твердого состояния» и затем была опубликована в виде отдельной книги [2]. Это было за два года до открытия квантовой механики. Обзор состояния вопроса вплоть до 1933 г. был опубликован в виде статьи в «Handbuch der Physik» Марией Гепперт-Майер и мною. В этом же томе «Handbuch der Physik» имеется еще ряд других статей (Герцфельда, Кронига, Смекала, Гримма и Вольфа) по проблемам динамики решетки. За это время был опубликован ряд книг по теории кристаллов, в которых должным образом учитывается квантовая механика. Наиболее полной из них является книга Зейтца [3 ]; в других книгах, например, Мотта и Герни [4] рассматривается только ограниченный круг вопросов. Некоторые частные вопросы, как теория теплоемкости, инфракрасное поглощение и раман-эффект, представлены стандартными главами в общих руководствах. Со времени появления моей статьи в (Энциклопедии» опубликовано большое число отдельных исследований.
Создавшееся положение, казалось, требовало наиболее полного изложения проблемы. Однако последняя стала слишком обширной, чтобы можно было рассмотреть все ее аспекты. Работы моей собственной школы за последние несколько лет касались главным образом непроводящих материалов. Представлялось желательным дать описание методов и результатов, относящихся именно кэтой области.
Мой план состоял в том, чтобы, исходя из наиболее общих принципов квантовой теории, вывести дедуктивным путем, насколько это возможно, строение и свойства кристаллов.
Я написал ряд параграфов, которые теперь образуют костяк гл. 4—7 настоящей книги. Но по окончании войны я был настолько занят другими делами, что не мог продолжать писать эту книгу. Она лежала в моем письменном столе несколько лет, пока не приехал с целью работать со мной во время каникул д-р Хуан Кунь, работавший в то время в Ливерпуле. Я дал ему эту рукопись, и он
8
Предисловие
заинтересовался предметом. Он написал несколько интересных статей по теории кристаллов, и я предложил ему закончить книгу.
Он принял это предложение и успешно справился со своей задачей. Однако книга получилась весьма отличной от того, чем она должна была быть по моим первоначальным планам. Д-ру Хуану, который убежден в том, что основная цель науки — приносить пользу обществу, пришелся не по вкусу мой план абстрактного, дедуктивного изложения. Поэтому он написал несколько вводных глав более элементарного характера, которые должны были быть легки для понимания и постепенно подводить к общей теории, изложенной во второй части книги. Он переработал также мой первоначальный текст, обобщив его в целом ряде отношений и добавив новые параграфы.
Таким образом, окончательный вид и редакция книги принадлежат в основном д-ру Хуану ; я же обсуждал текст и иногда предлагал изменения. Ему пришлось уехать до полного завершения работы над книгой, и он прислал мне оставшиеся параграфы из Китая. Я выверил весь текст и добавил ряд страниц, примечаний и несколько приложений. Последние относятся главным образом к историческому аспекту теории. Хуан часто опирался на новейшие открытия, свидетелем которых он является, тогда как я — представитель старшего поколения — помню более давние работы. Я старался смягчить это. Но тому, кто заинтересуется первоисточниками, следует обратиться к моим прежним книгам.
Настоящая книга не является только компиляцией опубликованных результатов. Подход к термодинамике решеток был намечен мною и весьма подробно разработан Хуаном. Основным его вкладом в этот раздел является обобщение теории упругости решеток на случай конечных деформаций. Я думаю, что имеющиеся в книге формулы, выражающие температурную зависимость всех параметров, описывающих упругие, пироэлектрические и пьезоэлектрические свойства диэлектриков, никогда ранее не приводились. Эти формулы кажутся длинными и сложными, но в действительности они просты, если только дать себе труд в них разобраться. Мы не обсуждали их подробно и предоставили это сделать тем, кто желает применить их к рассмотрению частных случаев. Целиком принадлежат Хуану феноменологическое рассмотрение дисперсии в первой части и ее детальное атомистическое рассмотрение во второй части книги, а также квантовая теория ширины инфракрасных линий и многие другие более мелкие вопросы.
