Для понимания свойств магнетика знать, как расположены магнитные моменты атомов, необходимо, но еще важно представлять себе, как они движутся.

Это утверждение относится не только к магнетикам. Чтобы по­нять свойства любого кристалла, надо знать расположение атомов, но столь же необходимо знать, как движутся атомы: знать, что атомы колеблются вокруг положений равновесия, что колебания в виде волн распространяются по кристаллу, что каждой волне можно поставить в соответствие определенную частицу — фонон.

Теперь, когда понятна микроскопическая природа спиновой волны— волны переворотов спинов, можно попытаться описать ее несколько более упрощенно, используя макроскопические термины.

Магнитный момент ферромагнетика можно искусственно заста­вить вращаться, поместив ферромагнетик во вращающееся маг­нитное поле. Если частота вращения магнитного поля отличается от собственной частоты вращения магнитного момента, магнитное ноле будет то ускорять магнитный момент, то тормозить («забирать» у него энергию). В среднем магнитный момент вовсе не воспримет энергии вращающегося магнитного поля. И эксперимент, поставлен­ный так, чтобы измерить поглощенную ферромагнетиком энергию переменного магнитного поля, ничего не покажет.

Мы начали с выяснения природы магнетизма, и логика рассказа привела нас к описанию высокочастотных свойств магнетиков. Это не случайность. Исследование высокочастотных свойств — один из наиболее эффективных методов выяснения, как движутся в твердых телах атомные частицы.

Широкое использование полупро­водников в современной техни­ке объясняется их замечатель­ными свойствами. Как и ме­талл, полупроводник представляет собой кристаллическое тело, в котором под действием разности потенциалов возникает электриче­ский ток. Но полупроводники обладают рядом особенностей:

Энергетический спектр. Кристалл может состоять из одинаковых атомов (атомарный кристалл) либо из атомов разных сортов. Как те, так и другие могут быть изоляторами, полупроводниками и металлами. Для простоты мы будем говорить только об атомарных кристаллах. Все основные выводы годятся и для кристаллов, со­стоящих из разных атомов.

Доноры. Источником свободных электронов в полупроводнике могут служить примеси — доноры. В школьном курсе физики под­робно рассмотрен пример — примесь мышьяка (As) в кремнии (Si)* Донорное действие Asосновано на том, что четыре валентных элек­трона мышьяка участвуют в создании валентных связей с окружающими атомами кремния, а пятый электрон (Asпятиваленьтен в связи не участвует и может легко оторваться и стать сво­бодным.

Однако прирост этих носителей заряда ничтожно мал по отношению к концентрации свободных электронов, имеющихся в металлах уже при Т = О °К. Поэтому изменение сопротивления металлов при повышении температуры определяется коэффициен­том трения, который при нагревании увеличивается, уменьшая подвижность электронов.

Познакомимся кратко с применениями полупроводников. Сна­чала обсудим применения однородных полупроводников (термисто­ры, фотосопротивления), затем неоднородных (р—п-переходы, транзисторы).

Совсем еще недавно слово «лазер» было известно только узкому кругу специалистов-физиков.