создаваемом другими электронами и ядрами. Опираясь на это допущение, можно решить уравнение Шредингера для одной частицы. Зонная структура будет известной, если для каждой энергетической зоны будет известна энергия электрона Еп(р) как функция квазиимпульса р. Свойства минералов определяются энергетическим состоянием электронов. Например, если все энергетические зоны заполнены, то кристалл ведет себя как диэлектрик. Если оказывается незаполненной наиболее высокая энергетическая зона (валентная зона), то кристалл обладает свойствами металла. Лучший анализ электронной структуры минералов и физических свойств, определяющих ее, дан в двух монографиях А. С. Марфу- нина (1974, 1975). Несколько отличающийся от общепринятого вариант модели электронного строения минералов разрабатывается М. М. Протодьяконовым (1965, 1969). Особенностью всех «электронных» моделей является то, что они учитывают эффективную форму атомов, а не только их эффективные размеры (рис. И, 12). В них, по образному выражению Д. П. Григорьева (1972а), атомы представляются не «шариками», а «рогульками» с определенным числом вершин. Разрабатывается и целый ряд других моделей тонкой структуры кристаллов, например модель структуры квазичастиц. Квазичастицами являются электроны, дырки, фононы, поляроны, плазмоны (спиновые волны), поляритоны (светоэкси- тоны) и другие дискретные формы организации энергии, находящиеся в конденсированных системах атомов, т. е. в кристалле. Естественно, что свойства, скажем, электрона в кристалле существенно отличаются от свойств этого же электрона в пустоте или индивидуализированном атоме. Основу этой модели, как и других, составляет регулярное распределение в пространстве взаимосвязанных друг с другом атомов, в результате чего все атомы кристалла оказываются способными резонировать при возбуждении колебаний одного из них. Любое возбуждение атомов распространяется по всей структуре в виде бегущих через кристалл волн (звуковых, магнитных, волн электрического заряда и др.). Все эти волны возникают и распространяются в виде отдельных порций энергии или квантов. Вот они-то и являются квазичастицами — элементарными носителями движения. Кристалл является относительно жесткой постройкой из атомов, в которой все время функционируют потоки квазичастиц, определяющих свойства кристаллов. Если поток квазичастиц строго направлен, он сопровождается переносом тепла, электрического заряда и т. п. При столкновении частиц возникает своеобразное трение, являющееся причиной электрического или теплового сопротивления кристаллов. Таким образом, сложная постройка из атомов, каковой является монокристалл, может рассматриваться в определенных случаях как система невзаимодействующих или слабовзаимодействуюших час46 Коми научный центр Уро РАН
RkJQdWJsaXNoZXIy MjM4MTk=