A Journey into Reciprocal Space: A Crystallographer's Perspective
Le concept d'espace réciproque a plus de 100 ans et a été particulièrement utilisé par les cristallographes pour comprendre les motifs des taches lorsque les rayons X sont diffractés par les cristaux. Cependant, son utilisation est beaucoup plus générale, en particulier dans la physique de l'état solide.
Pour comprendre ce qu'il est, comment le construire et comment l'utiliser, il faut d'abord commencer par ce que l'on appelle l'espace réel ou direct, puis montrer comment l'espace réciproque lui est lié. L'espace réel décrit les objets que nous voyons autour de nous, notamment en ce qui concerne les cristaux, leurs formes physiques, leurs symétries et l'arrangement des atomes à l'intérieur : ce que l'on appelle la structure cristalline. L'espace réciproque, quant à lui, traite des cristaux tels qu'ils sont vus à travers leurs images de diffraction.
En effet, les cristallographes ont l'habitude de travailler à rebours à partir des images de diffraction jusqu'aux structures cristallines, ce que nous appelons la solution de la structure cristalline. En physique du solide, on travaille généralement dans l'autre sens, en commençant par l'espace réciproque pour expliquer diverses propriétés du solide, telles que les phénomènes thermiques et électriques.
Dans ce livre, je commence par le point de vue du cristallographe sur l'espace réel et l'espace réciproque, puis je le développe sous une forme adaptée aux applications de la physique. Notez que si, pour le cristallographe, l'espace réciproque est un moyen pratique de traiter la diffraction, pour le physicien du solide, il est considéré comme un moyen de décrire la formation et le mouvement des ondes, auquel cas le physicien pense à l'espace réciproque en termes de quantité de mouvement ou d'espace k du vecteur d'onde. En effet, pour les structures périodiques, caractéristiques des cristaux normaux, les excitations quantiques élémentaires, par exemple les phonons et les électrons, peuvent être décrites à la fois comme des particules et des ondes.
Le traitement donné ici sera nécessairement bref, mais j'espère qu'il suffira à amener le lecteur à s'appuyer sur les concepts décrits. J'ai essayé de rédiger ce livre de manière à ce qu'il convienne à la fois aux étudiants de premier et de deuxième cycle de ce que nous appelons aujourd'hui la "physique de la matière condensée".
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Dernière modification: 2024.11.14 07:32 (GMT)