Ефективна маса - фізична енциклопедія

ЕФЕКТИВНА МАСА - величина, що має розмірність маси і характеризує динамічний. властивості квазічастинок. Напр. рух електрона провідності в кристалі під дією зовн. сили F і сил з боку кристалічної. решітки в ряді випадків може бути описано як рух вільного електрона, на к-рий діє тільки сила F (закон Ньютона), але з Е. м. т. відмінною від маси т0 вільного електрона. Ця відмінність відображає взаємодію електрона провідності з гратами (див. Тверде тіло, Зонная теорія, Квазікласичне наближення).

У найпростішому випадку ізотропної залежності енергії електрона від його квазіімпульса р Е. м.- скалярна величина, яка визначається співвідношенням


Якщо залежність (р) (дисперсії закон) анізотропна, то Е. м. Є тензор. Компоненти тензора зворотних Е. м.


Це означає, що прискорення електрона в кристалічних. решітці в загальному випадку направлено не паралельно зовн. силі F. Воно може бути спрямоване навіть антипараллельно F. що відповідає отрицат. значенням Е. м. Для електронів з отрицат. Е. м. Виявилося зручним ввести в розгляд позитивно заряджені квазічастіци- дірки з позитивною Е. м.

При вивченні гальваномагнітних явищ користуються т. Н. циклотронної Е. м. електронів і дірок:


де S-площа перетину ізоенергетіч. поверхні (р) = const площиною, перпендикулярної магн. полю Н.

Наїб. важливі методи визначення Е. м. електронів провідності і дірок в металах і напівпровідниках - циклотронний резонанс. вимір електронної теплоємності і ін.

Через електрон-фононної взаємодії Е. м. Електронів, що рухаються в поле іонів кристалічної. решітки, перенорміруется, причому макс. перенормировки зазнає Е. м. електронів на (і поблизу) ферми-поверхні; у електронів з енергією (wD -дебаевская частота) Е. м. практично не перенорміруется. Завдяки цьому в ф-ли, що описують термодинамич. і кинетич. властивості металів при низьких темп-pax (kT<<), входит перенормированная Э. м. а в ф-лы, описывающие свойства металла при kT>>, А також оптич. властивості для частот w >> wD, - неперенормірованная Е. м.

Поняття Е. м. Узагальнюють для ін. Типів квазичастиц (фононів, фотонів, екситонів і ін.). В теорії квантової рідини для квазічастинок - фермионов з ізотропним законом дисперсії Е. м. Зв. відношення m = p0 / u0. де р0 і u0 - абс. значення імпульсу і швидкості квазичастиц при абс. нулі темп-ри, відповідні фермі-енергії. Е. м. Атома рідкого 3 Чи не дорівнює 3,08 m0. де т0 - маса вільного атома 3 Чи не (див. Гелій рідкий).

Літ. см. при ст. Квазічастинка. М. І. Каганов.

Схожі статті