Մետաղաֆիզիկա

Մետաղաֆիզիկա, ֆիզիկայի բաժին, որն ուսումնասիրում է մետաղների ու համաձուլվածքների էլեկտրոնային և ատոմա-բյուրեղային կառուցվածքը, ինչպես նաև դրանց ֆիզիկական հատկությունները։

Մետաղաֆիզիկան պայմանականորեն կարելի է տրոհել երեք բաժինների, որոնք իրարից տարբերվում են հետազոտման մեթոդներով և խնդիրներով։ Առաջին բաժինը վերաբերում է մետաղներում և համաձուլվածքներում ֆազային հավասարակշռության պայմանների, տարբեր պրոցեսների կինետիկայի ուսումնասիրությանը, երկրորդը՝ մետաղների և համաձուլվածքների ամրության ու պլաստիկության հարցերի ուսումնասիրությանը՝ կապված ցանկալի հատկություններով նյութեր ստանալու անհրաժեշտության հետ։ Նշված երկու բաժինները կազմում են այսպես կոչված տեսական մետաղագիտության հիմքը։ Երրորդ բաժինը վերաբերում է ժամանակակից մետաղաֆիզիկաի հիմքը կազմող միկրոսկոպիկ տեսությանը, որը հնարավորություն է տալիս բացատրելու մետաղների, հիմնականում նաև համաձուլվածքների ֆիզիկական հատկությունները՝ ելնելով դրանց ատոմական կառուցվածքից։ Միկրոսկոպիկ տեսության պարզագույն տարբերակը, որը հայտնի է մետաղների դասական էլեկտրոնային տեսություն անունով, 1900-ական թվականներին մշակել են Պ․ Դրուդեն և Հ․ Լորենցը։ Ըստ այդ տեսության, էլեկտրոնները մետաղում կազմում են էլեկտրոնային իդեալական գազ և իրենց քաոսային շարժման ընթացքում ժամանակ առ ժամանակ բախվում են միայն բյուրեղային ցանցի հանգույցներում «նստած» իոններին։ Այդ մոդելով տրվեց Օհմի և Ջոուլ-Լենցի փորձնական օրենքների տեսական հիմնավորումը։ Դասական էլեկտրոնային տեսությունը հաստատեց նաև մետաղի էլեկտրոնային հաղորդականության (а) և ջերմահաղորդականության (x) միջև գոյություն ունեցող պարգ կապը (х/cгT= const), որը բավարար ճշտությամբ մեծ թվով մետաղների համար համընկնում է փորձնական արդյունքներին (100-400 K ջերմաստիճանային տիրույթում)։ Սակայն դասական էլեկտրոնային տեսությունը, լինելով խիստ մոտավոր, ի վիճակի չէր բացատրելու փորձերից հայտնի դարձած մի շարք կարևոր փաստեր (օրինակ, բարձր ջերմաստիճաններում մետաղների և դիէլեկտրիկների ջերմունակությունների գործնականում իրար հավասար լինելը և այլն)։ Էլեկտրոնային ազատ գազի մոդելը զարգացրել է Ա․ Զոմմերֆելդը (1927), առաջին անգամ էլեկտրոնների համար կիրառելով քվանտային վիճակագրական բաշխման ֆունկցիան (Ֆերմի-Դիրակի ֆունկցիա), որում հաշվի էին առնված միկրոմասնիկների համար գործող նոր սկզբունքները՝ նույնականության սկզբունքը և Պաոդիի սկզբունքը։ Քվանտային վիճակագրության կիրառումը հանգեցրեց կարևոր արդյունքի․ պարզվեց, որ մետաղների էլեկտրական, ջերմային, ինչպես նաև սպինային պարամագնիսական հատկությունները պայմանավորված են ոչ թե բոլոր ազատ էլեկտրոններով, այլ միայն EF Ֆերմիի էներգիայի շրջակայքի շատ նեղ՝ KT էներգետիկական տիրույթում գտնվող էլեկտրոններով։ Էլեկտրոնային գազի այդպիսի ուժեղ «այլասերման» պատճառով էլեկտրոնները բարձր ջերմաստիճաններում նկատելի ներդրում չեն ունենում ջերմունակության մեջ։

Ֆիզիկա
Մետաղներ