Эффективная масса - величина, имеющая размерность массы и характеризующая динамич. свойства квазичастиц. Напр., движение электрона проводимости в кристалле под действием
внеш. силы F и сил со стороны кристаллич. решётки в ряде случаев
может быть описано как движение свободного электрона, на к-рый действует только
сила F (закон Ньютона), но с Э. м. т, отличной от массы
т0 свободного электрона. Это отличие отражает взаимодействие
электрона проводимости с решёткой (см. Твёрдое тело, Зонная теория, Квазиклассическое
приближение).
В простейшем случае изотропной
зависимости энергии
электрона от его квазиимпульса р Э. м.- скалярная величина, определяемая
соотношением
Если зависимость (р)
(дисперсии закон)анизотропна, то Э. м. представляет собой тензор. Компоненты
тензора обратных Э. м.
Это означает, что ускорение
электрона в кристаллич. решётке в общем случае направлено не параллельно внеш.
силе F. Оно может быть направлено даже антипараллельно F,
что соответствует отрицат. значению Э. м. Для электронов с отрицат. Э. м. оказалось
удобным ввести в рассмотрение положительно заряженные квазичастицы- дырки с
положительной Э. м.
При изучении гальваномагнитных
явлений пользуются т. н. циклотронной Э. м. электронов и дырок:
где S-площадь сечения
изоэнергетич. поверхности
(р) = const плоскостью, перпендикулярной магн. полю Н.
Наиб. важные методы определения
Э. м. электронов проводимости и дырок в металлах и полупроводниках - циклотронный
резонанс, измерение электронной теплоёмкости и др.
Из-за электрон-фононного
взаимодействия Э. м. электронов, движущихся в поле ионов кристаллич. решётки,
перенормируется, причём макс. перенормировку претерпевает Э. м. электронов на
(и вблизи) фермы-поверхности; у электронов с энергией
(wD-дебаевская частота) Э. м. практически не перенормируется.
Благодаря этому в ф-лы, описывающие термодинамич. и кинетич. свойства металлов
при низких темп-pax (kT<<),
входит перенормированная Э. м., а в ф-лы, описывающие свойства металла при kT>>,
а также оптич. свойства для частот w>>wD,- неперенормированная
Э. м.
Понятие Э. м. обобщают
для др. типов квазичастиц (фононов, фотонов, экситонов и др.). В теории
квантовой жидкости для квазичастиц - фермионов с изотропным законом
дисперсии Э. м. наз. отношение m=p0/u0, где р0 и u0 - абс. значения импульса
и скорости квазичастиц при абс. нуле температуры, соответствующие ферми-энергии. Э. м. атома жидкого 3Не равна 3,08 m0, где
т0 - масса свободного атома 3Не (см. Гелий
жидкий).
Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.
Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.
Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.
Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.