Большая советская энциклопедия - эффективная масса

Эффективная масса, величина, имеющая размерность массы, характеризующая динамические свойства квазичастиц. Например, движение электрона проводимости в кристалле под действием внешней силы F и сил со стороны кристаллической решетки (см. Твердое 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 решеткой. 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 решетке 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 теплоемкости 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.