Конденсированная среда как система сильно взаимодействующих частиц. Динамика колебаний атомов кристаллической решетки. Гармоническое приближение. Энергия тепловых колебаний кристаллической решетки. Простая одномерная цепочка атомов. Приближение ближайших соседей. Закон дисперсии. Акустическая ветвь закона дисперсии. Характер колебаний атомов в акустической ветви.
Квазиволновой вектор. Периодические граничные условия Борна-Кармана. Обратное пространство. Обратная решетка. Зона Бриллюэна. Нормальные колебания и собственные частоты. Дисперсионные кривые. Фазовая и групповая скорости упругих волн.
Простая одномерная цепочка с "дефектным" (примесным) атомом. Локальные колебания (локальные фононные моды).
Сложная одномерная цепочка атомов. Закон дисперсии колебаний атомов цепочки. Акустические и оптические ветви закона дисперсии; характер колебаний атомов в оптической ветви. Частота Дебая. Запрещенная зона (энергетическая щель). Колебания атомов в сложной решетке (общий трехмерный случай). Континуальное приближение.
Квантование колебаний решетки. Фононы. Нулевые колебания. Статистические свойства газа фононов. Равновесная функция распределения для идеального газа фононов.
Энергия идеального газа фононов. Температурная зависимость фононной теплоемкости.
Температурная зависимость теплоемкости в предельных случаях низких и высоких температур. Температура Дебая. Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы.
Температурная зависимость фононной теплоемкости. Модель Эйнштейна. Модель Дебая.
Плотность состояний осцилляторов. Плотность состояний для акустических колебаний.
Рассеяние фононов: фонон-фононное рассеяние, фотон-фононное рассеяние, рассеяние на нейтронах. Закон сохранения квазиимпульса. Нормальные процессы и процессы переброса.
Электрон-фононное взаимодействие. Рассеяние электронов на фононах в случаях акустических и оптических колебаний. Гамильтониан электрон-фононного взаимодействия.
Экспериментальные методы исследования закона дисперсии фононов. Комбинационное рассеяние света. Рассеяние Мандельштама-Бриллюэна. Рассеяние нейтронов.