Предисловие редактора перевода | 5 |
Из предисловия автора к английскому изданию | 11 |
Предисловие автора к русскому изданию | 14 |
Список условных обозначений | 15 |
|
ЧАСТЬ I ВВЕДЕНИЕ |
|
Глава 1. Что такое критические явления? Обзор некоторых основных |
результатов | 27 |
|
§ 1. Классический подход в исследовании критических явлений | 27 |
1. Жидкие системы | 27 |
2. Магнитные системы | 39 |
§ 2. Современное состояние исследований критических явлений | 41 |
1. Показатели степени в критических точках | 41 |
2. Результаты, полученные на модельных системах | 49 |
3. Неравенства, связывающие показатели степени. Гипотезы подобия | 52 |
§ 3. Фазовые переходы в других системах | 54 |
|
Глава 2. Некоторые важные термодинамические соотношения для жидких |
и магнитных систем | 59 |
|
§ 1. Термодинамические функции состояния U, E, G и А | 59 |
§ 2. Дифференциальные соотношения для функций состояния: |
термодинамический квадрат | 60 |
§ 3. Две основные функции, характеризующие реакцию системы |
на внешние воздействия: теплоёмкость и сжимаемость | 62 |
§ 4. Устойчивость и условия выпуклости | 66 |
§ 5. Геометрическая интерпретация потенциалов Гиббса и Гельмгольца | 68 |
§ 6. Аналогия между жидкостями и магнетиками | 71 |
§ 7. Термодинамические функции состояния для магнитной системы | 72 |
§ 8. Дифференциальные соотношения и термодинамический квадрат |
для функций состояния магнитной системы | 72 |
§ 9. Функции, характеризующие реакцию магнитной системы на внешние |
воздействия: теплоёмкость и восприимчивость | 74 |
§ 10. Условия выпуклости для магнитных систем | 75 |
§ 11. Геометрическая интерпретация термодинамических потенциалов |
для магнитной системы | 75 |
|
ЧАСТЬ II КРИТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ТОЧНЫЕ СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ НИМИ |
|
Глава 3. Критические показатели | 78 |
|
§ 1. Определение критического показателя | 78 |
§ 2. Критические показатели степени α β, γ, δ, ν и η | 82 |
§ 3. Численные значения критических показателей | 89 |
§ 4. Показатели степени Δ и θ | 92 |
1. Щелевые показатели степени Δ'ℓ и Δ2ℓ | 92 |
2. Показатель степени θ, определяющий радиус кривизны кривой |
кипения | 94 |
§ 5. Важные соотношения между критическими показателями | 95 |
|
Глава 4. Неравенства, связывающие показатели степени | 97 |
|
§ 1. Неравенства Рашбрука и Куперсмита | 97 |
1. Неравенство Рашбрука: H = 0, Tc→ Tc- | 97 |
2. Неравенство Куперсмита: T = Tc, H → 0+ | 100 |
§ 2. Неравенство Гриффитса | 101 |
§ 3. Дополнительные неравенства | 106 |
1. Дополнительные неравенства Гриффитса | 106 |
2. Неравенства Букингхэма-Гунтона | 111 |
3. Неравенства Фишера | 113 |
4. Неравенства Джозефсона | 114 |
|
ЧАСТЬ III КЛАССИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ КООПЕРАТИВНЫХ ЯВЛЕНИЙ |
|
Глава 5. Теория Ван дер Ваальса фазовых переходов жидкость-газ | 115 |
|
§ 1. Феноменологический вывод уравнения Ван дер Ваальса | 115 |
§ 2. Изотермы Ван дер Ваальса и правило Максвелла | 118 |
§ 3. Критическая точка уравнения Ван дер Ваальса: Pc, Vc и Tc | 120 |
§ 4. Закон соответственных состояний | 121 |
§ 5. Критические показатели степени в теории Ван дер Ваальса | 124 |
§ 6. Уравнение Ван дер Ваальса, сформулированное в терминах теории |
среднего поля | 127 |
|
Глава 6. Метод молекулярного поля в теории магнитных фазовых |
превращений | 131 |
|
§ 1. Магнитная система с невзаимодействующими магнитными моментами | 132 |
§ 2. Предположение об эффективном молекулярном поле | 135 |
§ 3. Критические показатели в теории среднего поля | 137 |
1. Показатель β для намагниченности | 138 |
2. Показатель δ для критической изотермы | 139 |
3. Показатели α и α' для теплоёмкости | 139 |
4. Показатели γ и γ' для восприимчивости | 140 |
5. Щелевые показатели Δℓ и Δ'ℓ | 142 |
6. Закон соответственных состояний | 143 |
§ 4. Теория среднего поля как одно из приближений в модели |
Гейзенберга | 144 |
§ 5. Эквивалентность теории среднего поля и модели с бесконечным |
радиусом взаимодействия | 147 |
|
Глава 7. Парная корреляционная функция и теория Орнштейна-Цернике | 150 |
|
§ 1. Корреляционная функция плотность-плотность для жидкой системы | 150 |
§ 2. Связь между флуктуациями плотности, изотермической сжимаемостью |
и корреляционной функцией плотность-плотность | 153 |
§ 3. Структурный фактор: связь между парной корреляционной функцией |
и рассеянием электромагнитного излучения | 155 |
§ 4. Амплитуда рассеяния в теории Орнштейна-Цернике | 159 |
1. Предположение Орнштейна-Цернике | 161 |
2. Приближение Орнштейна-Цернике | 164 |
§ 5. Дальнейшее развитие теории Орнштейна-Цернике | 164 |
1. Неудачи ОЦ-теории при её применении к двумерным системам | 164 |
2. Фишеровская модификация теории Орнштейна-Цернике | 166 |
|
ЧАСТЬ IV МОДЕЛИ ДЛЯ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В ЖИДКОСТЯХ И МАГНЕТИКАХ |
|
Глава 8. Результаты, полученные путём точного решения модельных |
систем | 168 |
|
§ 1. Модельный гамильтониан для классической спиновой системы: |
обобщённая модель Гейзенберга | 170 |
§ 2. Точное решение для случая d = 1, D = 1, H = 0: изинговская |
модель для линейной цепочки в отсутствие внешнего магнитного |
поля | 177 |
§ 3. Линейная цепочка спинов произвольной размерности в нулевом |
магнитном поле | 188 |
§ 4. Сферическая модель как предельный случай изинговской модели |
для спина с бесконечной размерностью | 192 |
§ 5. Метод матрицы переноса: применение его к модели Изинга для |
d = 1 в магнитном поле | 196 |
|
Глава 9. Результаты, полученные приближёнными методами на модельных |
системах | 199 |
|
§ 1. Понятие о методике последовательных приближений | 200 |
§ 2. Методы разложения в ряд | 201 |
§ 3. Расчёт коэффициентов в высокотемпературном разложении функции |
распределения | 205 |
§ 4. Расчёт коэффициентов в высокотемпературном разложении |
двухспиновой корреляционной функции | 213 |
§ 5. Физическая интерпретация членов высокотемпературного разложения |
корреляционной функции | 217 |
§ 6. Методы экстраполяции для оценки асимптотического поведения |
степенного ряда по нескольким первым членам | 221 |
§ 7. Аппроксиманты Паде и методы преобразований | 230 |
1. Случай, когда отношения меняются неплавно | 230 |
2. Аналитическое продолжение за нефизическую сингулярность: |
метрд аппроксимантов Паде | 233 |
3. Методы преобразований, разделяющие физическую и нефизическую |
сингулярности | 235 |
§ 8. Выводы | 236 |
|
ЧАСТЬ V ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ |
|
Глава 10. Классическая теория критических показателей по Ландау | 239 |
|
§ 1. Разложения вблизи критической точки | 239 |
§ 2. Предположения теории Ландау | 241 |
§ 3. Предсказания теории Ландау для критической точки | 243 |
1. Показатель β для намагниченности | 243 |
2. Показатели γ и γ' для восприимчивости | 243 |
3. Показатель δ для критической изотермы | 244 |
4. Показатели α и α' для теплоёмкости | 244 |
§ 4. Критика теории Ландау | 246 |
|
Глава 11. Гипотеза для термодинамических функций, основанная |
на законе подобия | 249 |
|
§ 1. Однородные функции одной или многих переменных | 250 |
1. Однородные функции одной переменной | 250 |
2. Однородные функции произвольного числа переменных | 252 |
3. Обобщённые однородные функции | 253 |
4. Математическая форма однородной функции | 255 |
§ 2. Статическая гипотеза подобия | 257 |
§ 3. Соотношения между показателями в критической точке | 258 |
§ 4. Уравнение состояния для магнитной системы: приведённая |
намагниченность и приведённое магнитное поле | 262 |
|
Глава 12. Гипотеза подобия в применении к статическим |
корреляционным функциям | 268 |
|
§ 1. Построение Каданова | 268 |
§ 2. Применение к парной корреляционной функции | 272 |
§ 3. Другие методы получения соотношений подобия для корреляционной |
функции | 275 |
§ 4. Сравнение с модельными расчётами | 278 |
|
ЧАСТЬ VI ДИНАМИЧЕСКИЕ ЧЕРТЫ КРИТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ |
|
Глава 13. Введение в динамические критические явления в жидких |
системах | 282 |
|
§ 1. Показатели в критической точке для кинетических коэффициентов | 283 |
§ 2. Корреляционные функции, зависящие от времени и динамический |
структурный фактор ℐ(q, ω) | 284 |
§ 3. Связь между динамическим структурным фактором и экспериментами |
по рассеянию света | 285 |
§ 4. Гидродинамические предсказания для спектра рассеянного |
излучения | 292 |
§ 5. Гидродинамические предсказания вблизи критической точки | 296 |
|
Глава 14. Измерения динамического структурного фактора жидких |
систем | 299 |
|
§ 1. Флуктуации плотности, зависящие от времени | 299 |
§ 2. Спектроскопия оптического смешения | 301 |
§ 3. Измерения ширины рэлеевской линии | 302 |
§ 4. Поправки к гидродинамической теории ширины рэлеевской линии | 308 |
1. Теоретические предсказания: поправка к корреляционной длине | 308 |
2. Экспериментальная проверка поправки к корреляционной длине |
для CO2 и Xe | 309 |
3. Критические показатели для CO2, Хе и SF6 | 311 |
§ 5. Измерения бриллюэновского пика: скорость и поглощение |
гиперзвуковых волн | 313 |
|
Глава 15. Законы динамического подобия и приближение |
взаимодействующих мод | 318 |
|
§ 1. Гипотеза динамического подобия | 319 |
§ 2. Предсказания гипотезы ограниченного динамического подобия |
для жидких систем | 321 |
§ 3. Предсказания гипотезы обобщённого динамического подобия |
для жидких систем | 326 |
§ 4. Подтверждение гипотезы динамического подобия на примере |
магнитных систем | 327 |
§ 5. Основная идея приближения взаимодействующих мод | 333 |
§ 6. Предсказания, полученные на основе приближения |
взаимодействующих мод | 336 |
1. Скорости затухания для теплового потока, вязкого течения |
и звуковых мод | 338 |
2. Расчёт распада тепловой моды на тепловую и вязкую моды | 340 |
3. Расчёты других процессов распада | 342 |
§ 7. Применение приближения взаимодействующих мод для интерпретации |
экспериментальных результатов, полученных на жидкостях | 343 |
§ 8. Применения приближения взаимодействующих мод к другим системам | 348 |
|
Примечание редактора перевода к двум последним частям монографии | 349 |
|
ПРИЛОЖЕНИЯ |
|
Приложение А. Модель решёточного газа для жидкой системы | 351 |
Приложение Б. Точное решение модели Изинга в нулевом поле |
для двумерной решётки | 357 |
Приложение В. Геометрическая интерпретация гипотезы статического |
подобия для термодинамических потенциалов | 366 |
Приложение Г. Динамический структурный фактор в гидродинамическом |
пределе | 370 |
Приложение Д. Модельные системы, полезные при изучении кооперативных |
явлений, зависящих от времени: модель Глаубера | 377 |
§ 1. Модель Глаубера для односпиновой системы | 377 |
§ 2. Модель Глаубера для системы из N спинов | 379 |
§ 3. Приближение молекулярного поля | 383 |
Приложение Е. Двумерные модели сегнето- и антисегнетоэлектриков | 386 |
|
Литература | 390 |
Именной указатель | 402 |
Предметный указатель | 407 |