Но, оказывается, существует один параметр металла, позволяющий с единых позиций объяснить (и, прежде всего, попять) все перечисленные свойства; дает его нам современная квантовая теория. Это – поверхность Ферми. Понятие на первый взгляд весьма абстрактное, по на самом деле достаточно реальное, отражающее глубокое проникновеннее человеческого разума в тайны природы. «Теория и экспериментальные исследования поверхности Ферми дают замечательный пример усилий науки найти простоту и порядок там, где господствуют кажущиеся сложность и хаос природы» .

Чтобы создать такую (или иную) деформацию, к двум концам прутка вдоль его оси нужно приложить две одинаковые противоположно направленные силы F (либо, что то же самое, один из концов прутка надежно закрепить). Из общих соображений ясно, что обеспечение одной и той же деформации е в прутках из одного и того же материала, одинаковой исходной длины, но разного сечения требует приложения разных по величине сил – тем больших, чем большее сечение имеет пруток (чем он толще).

Присутствующие в металлах дефекты так или иначе влияют на все их свойства, Однако в отношении механических свойств это влияние представляется особенным, чему можно назвать две причины.

Первая связана с тем, что разговор о самих механических свойствах металлов практически невозможен без обсуждения поведения дефектов их кристаллического строения. Так, главные из них проявляются (и могут быть оценены, рассмотрены, описаны) только при деформации металлов; она же, в свою очередь, сопровождается образованием разнообразных дефектов, и ее характер именно ими в значительной степени определяется. Вторая причина, быть может, менее объективна, зато более понятна с человеческих позиций.

Окраска металла, в частности, определяется структурой энергетических уровней его коллективизированных электронов, связанной, как мы уже знаем, со структурой (геометрией, параметрами) поверхности Ферми. Анализируя ее параметры, можно, таким образом, понять, почему золото имеет желтовато-оранжевый цвет (лучше всего отражает фотоны желтого и красного частей спектра), серебро – беловато-синий (хорошо отражает фотоны почти всех длин волн спектра белого света).

Ландау вместе с французским физиком Л. Неелем принадлежит заслуга теоретического объяснения еще одного, четвертого типа магнетизма (антиферромагнетизма), открытого экспериментально в процессе исследования поведения парамагнетиков при низких температурах. Коротко его суть сводится к тому, что при охлаждении некоторых парамагнитных материалов с некоторой критической температуры (ее принято называть температурой, или точкой Нееля) составляющие их соседние атомы-магниты объединяются (только в отношении ориентации создаваемого ими магнитного поля) попарно. В каждой паре атомы-магниты ориентированы друг относительно друга, т. е. общее магнитное поле пар, так же как и суммарное поле материала (его напряженность),   равно  нулю.

Области контактов соседних доменов достаточно протяженные. Это означает, что изменение ориентации магнитов-атомов происходит не скачкообразно, а постепенно, от атома к атому, охватывая некоторый пограничный слой – так называемую стенку Блоха; его толщина составляет, как правило, несколько сот межатомных расстояний. Как мы увидим ниже (в третьей главе книги), стенки эти (слои) – подвижны, причем характер их движения, зависящий от присутствия в кристаллической решетке материала различного рода структурных дефектов, определяет величину остаточной намагниченности; чем меньше препятствий для движения, тем намагниченность ниже.

Оптические свойства металлов, подобно их химическим и Другим физическим свойствам, могут быть рассмотрены с двух позиций: как свойства атомов металлов и как свойства металлов – материалов, твердых тел. И в том и в случаях их определяет структура электронных энергетических уровней – атомных и свободных электронов соответственно. И в том и в другом случаях их объясняет современная квантовая теория.