Ультразвуковые методы в физике твёрдого тела Rohn Truell
Перевод с английского. Под редакцией Михайлова И. Г. и Леманова В. В. Издательство "Мир", Москва, 1972 г., 308 стр.
"Ultrasonic methods in solid state physics". Rohn Truell (Departament of Applied Mathematics Brown University) Charles Elbaum (Departament of Physics Brown University) Bruce B. Chick (Departament of Applied Mathematics Brown University). Academic press, New York and London, 1969.
Настоящая книга посвящена вопросам применения ультразвуковых методов исследования в физике твёрдого тела.
Прежде всего в ней дан анализ закономерностей распространения упругих волн в кристаллах. Знакомство с этим материалом необходимо для правильной постановки ультразвуковых экспериментов. В книге детально описаны импульсные методы измерения скорости и затухания ультразвуковых волн. Рассмотрены основные механизмы, вызывающие затухание и изменение скорости упругих волн в кристаллах: дислокационное трение, рассеяние на неоднородностях, взаимодействие со свободными носителями в металлах и полупроводниках, фонон-фононные и фонон-магнонные взаимодействия, а также взаимодействия с ядерными и электронными спиновыми системами.
Круг лиц, для которых предназначена книга, очень широк: это студенты старших курсов, аспиранты, научные работники и инженеры, которые только начинают знакомиться с использованием акустических методов исследования в физике твёрдого тела. Таким образом, её можно рассматривать как учебное пособие в этой области. Вместе с тем книга будет полезна и для тех, кто уже работает в области физической акустики. Определённую пользу она принесёт также научным работникам и инженерам, желающим ознакомиться с применениями ультразвука в химии, геологии, технике.
Оглавление
Предисловие редакторов перевода
Предисловие
Введение
Глава 1. Распространение упругих волн в твёрдых телах
Введение
Соотношения между смещением, деформацией и напряжением
Уравнения движения и их решения
Направления и скорости распространения
Энергия и поток энергии
Формулы рассеяния
Ориентационная зависимость характеристик упругих волн в монокристаллах
Явные выражения для относительных изменений скорости и зависимости от разориентации в нескольких кристаллографических системах
Некоторые количественные результаты для эффекта разориентации в кубических кристаллах
Поток энергии, связанный с упругими волнами
Упругие волны в пьезоэлектрических кристаллах
Нелинейные, или ангармонические, эффекты
Глава 2. Импульсные методы измерения скорости и затухания
Импульсный эхо-метод
Определения коэффициента затухания, декремента и добротности
Методы измерения затухания
Работа с двумя преобразователями
Потери на преобразование
Измерение скорости
Системы для измерения скорости
Различные виды потерь
Дифракционные потери
Влияние непараллельности торцов образца
Влияние упругой неоднородности образцов
Анализатор спектра и его использование
Применения анализатора спектра: факторы, влияющие на спектр
Аппаратура для измерения затухания
Аппаратура для измерения скорости
Аппаратура для ультразвуковых измерений в диапазоне СВЧ
Глава 3. Механизмы потерь и связанные с ними изменения скорости
Введение
Рассеяние
Постановка задачи
Сечение рассеяния и затухание
Расчёт сечения рассеяния
Численные расчёты сечения рассеяния
Многократное рассеяние и плотность рассеяния
Термоупругие эффекты
Физическое описание эффекта
Феноменологический анализ
Затухание и измерение скорости
Расчёты для кубических и гексагональных кристаллов
Дислокационное трение
Описание модели дислокационного трения
Уравнения движения и решения
Затухание и скорость
Распределение дислокационных петель по длине
Влияние амплитуды деформации
Влияние теплового движения на дислокационное трение
Аномалии скорости ультразвука, связанные с дислокациями
Генерация гармоник в кристаллах, обусловленная дислокациями
Некоторые экспериментальные результаты
Пики Бордони
Модель перегибов для дислокационного трения
Магнитоупругие взаимодействия
Взаимодействие упругих волн со стенками магнитных доменов: экспериментальные результаты
Основы расчёта
Взаимодействие спиновых и ультразвуковых волн в ферромагнитных кристаллах
Экспериментальные результаты
Взаимодействие упругих волн с электронами проводимости в металлах
Условия взаимодействия
Более полное классическое описание
Квантовомеханическая интерпритация
Влияние магнитного поля
Исследования поверхности Ферми
Исследования сверхпроводимости
Взаимодействие упругих волн с тепловыми волнами: фонон-фононное взаимодействие
Введение
Обзор экспериментальных данных
Теория затухания
Взаимодействие упругих волн с системой ядерных спинов
Предварительные замечания
Условия взаимодействия
Коэффициент затухания
Динамическое квадрупольное взаимодействие
Взаимодействие упругих волн с электронными спинами парамагнитных центров
Упругие волны и электронные спиновые переходы
Упругие волны и электрические явления в пьезоэлектрических кристаллах
Распространение упругих волн в пьезоэлектрических полупроводниках
Светочуствительное затухание ультразвука в CdS
Усиление ультразвука в CdS
Акустоэлектрический эффект в полупроводниках
Общие положения
Приложение А. Упругие константы тригональных кристаллов
Приложение Б. Относительное изменение скоростей и собственных векторов
Приложение В. Приготовление образцов, требования к склейке и преобразователю
Приложение Г. Физические характеристики некоторых кристаллов
Приложение Д. Система автоматического измерения затухания
Приложение Е. Система автоматического измерения времени
Приложение Ж. Вывод коэффициентов для сечения рассеяния поперечных волн
Приложение З. Численный расчёт нормированных сечений рассеяния
Приложение И. Метод кинетического уравнения Больцмана
Приложение К. Квантовомеханический расчёт затухания. Трехфононные процессы
