Что значит "эффективная масса"

величина, имеющая размерность массы, характеризующая динамические свойства квазичастиц. Напр., движение электронов проводимости в кристалле под действием внешней силы может быть описано как движение свободного электрона, но с эффективной массой, отличной от массы свободного электрона.

величина, имеющая размерность массы, характеризующая динамические свойства квазичастиц . Например, движение электрона проводимости в кристалле под действием внешней силы F и сил со стороны кристаллической решётки (см. Твёрдое тело , Зонная теория ) может быть описано как движение свободного электрона, на который действует только сила F (закон Ньютона), но с Э. м. m*, отличной от массы m свободного электрона. Это отличие отражает взаимодействие электрона проводимости с решёткой. Э. м. определяется соотношением: ,(

1. где x ≈ энергия, р ≈ квазиимпульс электрона проводимости. Если зависимость x(р) (закон дисперсии) анизотропна, то Э. м. представляет собой тензор (тензор обратной массы):

   ═(

2. Это означает, что ускорение электрона в решётке в общем случае направлено не параллельно внешней силе F. Оно может быть направлено даже антипараллельно F, что соответствует отрицательному значению Э. м. Свойства электронов с отрицательной Э. м. столь отличаются от свойств обычных частиц, что оказалось удобнее рассматривать положительно заряженные дырки с положительной Э. м.

   При изучении гальваномагнитных явлений пользуются так называемой циклотронной Э. м. электронов и дырок

   , (

3. где S ≈ площадь сечения изоэнергетической поверхности x(р) плоскостью, перпендикулярной магнитному полю Н. Наиболее важные методы определения Э. м. электронов проводимости и дырок ≈ циклотронный резонанс , измерение электронной теплоёмкости и др.

   В теории квантовой жидкости для квазичастиц ≈ фермионов с изотропным законом дисперсии Э. м. называется отношение:

   m* = p0/v0═(

4. где р0 и vo ≈ абсолютные значения импульса и скорости квазичастиц при абсолютном нуле температуры, соответствующие Ферми энергии . Э. м. атома жидкого 3He: m* = 3,08 m0, где m0 ≈ масса свободного атома 3He (см. Гелий ).

   Понятие Э. м. обобщают для таких квазичастиц, как фононы , ротоны, экситоны и др. Во всех этих случаях имеет место соотношение (1).

   Лит. см. при ст. Квазичастицы .

   ══И. Каганов.

Эффекти́вная ма́сса частицы в физике твёрдого тела — динамическая масса, которая появляется при движении частицы в периодическом потенциале кристалла . Можно показать, что электроны и дырки в кристалле реагируют на электрическое поле так, как если бы они свободно двигались в вакууме , но с некой эффективной массой, которую обычно определяют в единицах массы электрона (9,11×10 кг ). Эффективная масса электрона в кристалле, вообще говоря, отлична от массы электрона в вакууме.