Научные открытия России
Государственный реестр открытий СССР
 


МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
Научные открытия в области физики твёрдого тела.



Научное открытие "Осцилляторная зависимость поверхностного сопротивления металла от слабого магнитного поля"

Формула открытия: "Установлена осцилляторная. зависимость поверхностного сопротивления металла от слабого магнитного поля. Так, поверхностное сопротивление чистого металлического монокристалла олова (примеси <10–5) токам частотой порядка <10 ГГц при температуре <10° К и величине магнитного поля 0,1–5 Э обнаруживает несколько знакопеременных осцилляции производной от поверхностного сопротивления по полю".
Автор: М. С. Хайкин.
Номер и дата приоритета: № 16 от 30 апреля 1960 г.


Описание открытия. В 1960 году доктору физико-математических наук М. С. Хайкину удалось обнаружить новое физическое явление в области физики твердого тела. Он установил, что осцилляторная, т. е. колебательная, зависимость поверхностного сопротивления металла от магнитного поля обнаруживается при помощи радиоволн сверхвысокой частоты при изучении чистых и совершенных монокристаллов металлов, охлажденных до температуры, близкой к абсолютному нулю.

Рассматриваемое явление возникает вследствие характерного только для него движения части электронов металла. Эти электроны "летят" внутри металла вдоль его поверхности, как бы прыгая длинными, "настильными", скачками. Отражаясь от поверхности металла при каждом скачке, электроны возвращаются к ней снова под действием магнитного поля, направленного параллельно ей.
Как и всегда при движении элементарных частиц, электроны могут двигаться в металле не куда угодно, а только по некоторым траекториям, различающимся, например, высотой скачка над поверхностью металла. Каждой из таких траекторий соответствует определенный запас энергии электрона, это условие квантования движения электрона. Электроны, движущиеся по разным траекториям, оказываются на разных магнитных поверхностных уровнях энергии электронов металла. Переходы электронов с одной траектории движения на другую могут происходить под действием радиоволн сверхвысокой частоты. При этом электроны поглощают энергию, что и обнаруживается в эксперименте.

Аналогией описанного движения электронов может служить полет плоского камня, брошенного почти параллельно поверхности воды и многократно отскакивающего от нее. Надо только представить себе, что в течение некоторого времени движение камня происходит без потерь энергии на трение и каждый последующий скачок в точности повторяет предыдущий. Эта аналогия иллюстрирует одно чрезвычайно важное обстоятельство – возможность зеркального отражения от неровной и подвижной поверхности, которое происходит так, как если бы отражающая поверхность была гладкой, твердой и неподвижной. Действительно, для электрона поверхность металла испещрена случайно расположенными неровностями, которые не могут быть устранены никакой обработкой вследствие атомной структуры металла. К тому же она находится в непрерывном беспорядочном тепловом движении.

Изучение осцилляции поверхностного сопротивления металла позволяет исследовать магнитные поверхностные квантовые уровни электронов и таким путем изучать характер взаимодействия электронов металла с его поверхностью и влияние различных факторов на это взаимодействие.




Главная
КОСМОС
ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
МИРОЗДАНИЕ
Сайт создан в системе uCoz