[480x429]
При помещении металла в магнитное поле, многие его свойства существенно меняются. Так, например, в магнитных полях в несколько десятков килоэрстэд при низких температурах в дестяки, а иногда в сотни тысяч раз увеличивается сопротивление чистых металлов.Как правило,особенно существенное изменение претерпевают кинетичесукие коэффициенты металлов(сопротивление, теплопроводность и др.) Однако и термодинамические равновесные характеристики металла также меняются под воздействием магнитного поля. В частоности, все металлы в магнитном поле обладают магнитным моментом, который при низких температурах в больших полях сложным образом зависит от величины и направления магнитного поля.
Как известно, зависимость термодинамических величин от магнитного поля обусловлена квантованием энергии электронов и ядер. В отношении электронов это утверждение применимо и к электронам проводимости, электронам со сложным законом дисперсии. Действительно, при классическом рассмотрении, учет магнитного поля соответствует переходу к кинетическим испульсам p=P-(e/c)A.При вычислении термодинамических потенциалов интегрирование производится по всему Р-пространству. Делая замену переменных ( переходя от Р к р), убеждаемся, что термодинамические потенциалы вовосе не зависят от магнитного поля.
При квантовом рассмотрении зависимость от магнитного пол проявляется по двум причинам. Во-первых,электроны и ядра имеют собственные (спиновые) магнитные моменты, а во-вторых,орбитальное(пространственное) движение заряженых частиц в магнитном поле квантуется. Наличие собственных моментов является причиной парамагнетизма и близких к нему явлений, а квантование орбитального движения-диамагнетизма.
Изучение диа- и парамагнетизма металлов показало, что построение строгой теории магнетизма в слабых полях- весьма сложная задача, которая, по-видимому, не может быть решена без специальных модельных предположений: значение магнитной восприимчивости существенно зависит от взаимодействия электронов друг с другом, а окончательный результат в принципе не может быть записан только в терминах закона дисперсии. Кроме того, ситуация усложняется тем, что величина магнитной восприимчивости электронов проводимости, вообще говоря, того же порядка, что и клубинных электронов( электронов заполеннных зон). Потому экспериментальное выделение роли электронов проводимости так же затруднительно.
В больших полях картина совершенно иная. У всех металлов наблюдается специфическая осцилляционная зависимость магнитного момента и других магнитный характеристик от магнитного поля, которая остутствует у диэлектриков и полупроводников. Основные характеристики осцилляций настолько существенно связаны с параметрами поверхности Ферми, что возможна не только постановка вопроса о восстановлении поверхности Ферми и распределения скоростей по ней, но и положительный ответ на него. Экспериментально наиболее полно изучена осцилляционная зависимость от магнитного поля магнитного момента (эффект де-Гааза- ван Альфена).Однако это не единственый осцилляционный эффект. Периодически меняется с магнитым полем теплоемкость, сопротивление( эффект шубникова-де Гааза) и другие физические величины. Природа этих осцилляций та же, что и осцилляций магнитного момента. Поэтому все эти явления мы будем называть эффектом де Гааза-ван Альфена. В последнее время открыт ряд осцилляционный явлений в магнитном поле существенно другой природы(циклотронный резонанс,геометрический резонанс в поглощении ультразвука и др.)Позже мы сформулируем признаки, позволяющие отличить эффект де Гааза-ван Альфена от других осцилляционных эффектов.
Уточним условия наблюдения эффекта де Гааза-ван Альфена. Во-первых,он наблюдается только на достаточно чистых монокристаллических образцах. Требуемая чистота определяется соотношением между длиной пробега электрона и радиусом орбиты в магнитном поле. Во-вторых, магнитное поле должно быть достаточно велико, однако не слишком. Мы рассмотрим более подробно эти условия ниже.
Можно отметить, что осцилляционная зависимость не есть проявление какого-то особого состояния металла, никакой границы существования эффекта де Гааза-ван Альфена нет. Сформулированные выше условия позволяют выделить область его наиболее четкого проявления- вне этой области амплитуда осцилляций экспоненциально мала.

Настроение сейчас - ну попросили, чего не похулиганить?