ГлавнаяСопротивление твердого тела изменению формы и разрушению обусловлено в конечном счете взаимодействием между атомами. Его простейшее описание — приближение парного взаимодействия двух атомов, когда потенциал их взаимодействия ф(r) зависит только от расстояния r между ними и не зависит от присутствия других атомов.
Поскольку твердое тело существует, потенциал ф(r) (рис. 1) имеет минимум, когда r равно кратчайшему межатомному расстоянию в кристалле b (так как кристалл устойчив). Кроме того, всегда ф(r) —> бесконечность при r —> 0 (так как совместить два атома в одной точке невозможно) и ф(r) —> 0 при r —> бесконечность (за нуль отсчета ф принято состояние отдельного атома в идеальном газе). He исключено существование и других минимумов ф(r), но при r = b минимум самый глубокий.
Параметры потенциала ф(r) определимы из измерений макроскопических свойств. Например, глубина потенциальной ямы H = |ф(b)| -работа выхода из нее — следует из теплоты сублимации: если кристалл поглотит энергию H (на каждую связь), все связи разрушатся и кристалл испарится.
Поведение потенциала ф(r) в окрестностях r = b описывается его разложением в ряд по степеням смещения х = r - b от точки равновесия. Перенося начало координат в точку {ф(b), b}, где ф(х) = 0; а dф/dx = ф'(0) = 0 по условию равновесия, запишем
Ряд основных явлений в кристалле виден уже из такой простейшей модели парного взаимодействия. Так, при смещении х возникает возвращающая сила
и напряжения в кристалле.