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» .
Для того чтобы понять, что такое поверхность Ферми, нужно проникнуться сознанием того, что аналогия свободных электронов в металле с газом становится чрезвычайно плодотворной только при условии, что электронный газ – необычный, он обладает своими, особыми свойствами. Их уникальность определена в первую очередь ужо рассмотренным характером распределения электронов по энергиям (и, следовательно, по скоростям). В обычном, идеальном газе распределение составляющих его молекул по скоростям (оно было установлено английским физиком Дж. К. Максвеллом и австрийским – Л. Больцманом) имеет вид (сплошная кривая). Повышение температуры газа (его нагрев) затрагивает практически все молекулы – ведет к увеличению их энергий (штриховая кривая); при этом средняя скорость молекул возрастает.
P.S. Одним из распространенных активных видов отдыха в зимнюю пору является катание на лыжах. Для этого необходимо снаряжение и конечно же лыжи. Лыжи купить Киев можно на сайте http://skirental.kiev.ua
Электроны, как мы видели, последовательно занимают все более высокие разрешенные энергетические уровни – по два электрона с различной ориентацией спина Для каждого значения энергии. В соответствии с этим их распределение по энергии (скоростям) имеет вид. Характерным в этом распределении является наличие (при чрезвычайно низкой температуре, близкой к абсолютному нулю, т. е. -273° С) резкой границы предельных скоростей (штриховая кривая, вертикальная линия справа).