Théorie du solide

Le livre soumis à l’attention du lecteur est une version complétée du cours de théorie du solide constitué par l’auteur et enseigné de 1969 à 1971 aux étudiants de la faculté de physique de l’université de Kiev.
La théorie du solide est l’une des divisions les plus importantes de la physique théorique. Elle apparut il y a environ cent ans et connut son plus grand développement après la mise en place de la mécanique quantique (1930 à 1950) et l’utilisation (après 1950) de l’appareil ma Ce livre expose les principaux modèles théoriques d’excitations élémentaires collectives — phonons, excitons, plasmons, magnons, apparaissant dans les solides et se manifestant dans différents phé­nomènes qui mettent en évidence les interactions des excitations élémentaires entre elles et avec les photons. L’exposé des principaux chapitres est fondé sur l’appareil mathématique actuellement utilisé en théorie quantique du solide — fonctions de Green, fonctions de corrélation, méthode de la matrice densité et autres. Pour lire ce livre, il n’est pas nécessaire de connaître ces méthodes, qui seront progressivement introduites. Les connaissances minimales requises sont habituellement enseignées à l’université dans les cours de mathé­matiques et de physique théorique.
Ce livre familiarise le lecteur avec les principales méthodes utili­sées en théorie du solide, pour décrire les phénomènes physiques. Il ne prétend pas exposer les méthodes expérimentales et les résul­tats des recherches expérimentales. Les résultats expérimentaux sont seulement introduits pour illustrer la théorie et ne prétendent pas être complets.
Dans ce livre on accorde la plus grande attention à l’exposé des phénomènes collectifs se manifestant dans les solides qui pré­ sentent une symétrie translationnelle. La théorie des centres d’im­pureté est une partie importante de la physique du solide. Ces der­ niers temps, son développement a fait l’objet d’un grand nombre de travaux dont les résultats ont été largement diffusés dans un grand nombre de revues et de monographies. C’est pourquoi ces questions n’ont pas été abordées dans le livre.
L’auteur espère que, après avoir étudié ce livre, le lecteur sera en état de comprendre n’importe quel travail original de recherche expérimentale ou théorique dans le domaine du solide.
Ce livre a été écrit pour les étudiants des facultés de physique et des établissements de hautes études. Il peut servir de manuel de référence pour les enseignants et les chercheurs.
En première lecture, on pourra laisser de côté les paragraphes marqués d’un astérisque. Cependant ceux-ci seront utiles pour ceux qui désirent contribuer par eux-mêmes au développement de la théorie du solide. Enfin dans un livre d’une telle importance, on a dû représenter des grandeurs physiques différentes par une même lettre. Mais toutes les désignations nécessaires ainsi que toutes les opérations mathématiques qu’il n’était pas nécessaire d’exposer in extenso sont précisées dans le texte pour chaque cas concret.
L’auteur exprime sa vive gratitude à ses amis et à ses collègues V. Agranovitch, A. Loubtchenko, E. Rashba, A. Sérikov, E. Miasni- kov, B. Nitsovitch, E. Pétrov, A. Eremko, Y. Gaididey et V. Lok- tev, qui ont pris part au développement des théories introduites dans ce livre, ainsi qu’à E. Kaner, qui a relu le manuscrit du chapitre six en faisant d’importantes remarques.
L’auteur exprime sa reconnaissance aux lecteurs qui voudront bien lui communiquer les principales insuffisances de ce livre.