亲爱的读者,很多人可能对什么是凝聚态物理学和什么是凝聚态物理不是很了解,所以今天我来和大家分享一些关于什么是凝聚态物理学和什么是凝聚态物理的知识,希望能够帮助大家更好地了解这个话题。
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什么是凝聚态物理学
凝聚态物理学(condensed matter physics)是研究凝聚态物质的物理性质与微观结构以及它们之间的关系,即通过研究构成凝聚态物质的电子、离子、原子及分子的运动形态和规律,从而认识其物理性质的学科。
凝聚态物理领域分类:凝聚态作为物理这个一级学科下的一个二级学科,其分支有非常之多,恐怕一时半会是说不完的。但是从物理学的粗略分类上看,分为凝聚态理论和凝聚态实验两类。
凝聚态实验是很有意思的方向。如果说凝聚态理论是偏向于物理学原理和物理本质的话,凝聚态实验更加偏重于验证理论和衍生出应用。凝聚态实验的方向很多,对于非我自己的研究方向的方向我就不敢乱下结论了,现在就讲讲我自己做的方向。
引用我的导师对实验室方向的定义:对低维物理系统中新奇光电现象的探索,得以在物性研究上发现具有实际应用价值的新型功能材料和结构。
低维物理:指的是相对于日常的宏观物质而言的(比如我们日常见到的金刚石,石墨,或者一些半导体)。这些宏观物质都是三维的,也就是说,在三维空间中长宽高都是不可忽略的。
但是当某一个维度上的大小相对于其他方向可以忽略不计的时候,原本的三维材料就会成为降低一维,这就是所谓的二维(2D material)。如果再有一个维度上的大小几乎可以忽略,就成为了一维(1D material),这就是我们想要想要研究的低维物理。
在凝聚态物理学中,我们发现,对于很多三维物质(如普通的石墨),它们在低维下的物理性质和在三维下的物理性质几乎完全不同,这也是我们为什么要研究这些低维物理的原因。
什么是凝聚态物理
自20世纪20年代量子理论出现以来,固体晶态的物理研究得到高度发展,进而演变为现在的凝聚态物理。接下来我为你推荐什么是凝聚态物理,一起看看吧!
什么是凝聚态物理
凝聚态物理学(condensed matter physics)是从微观角度出发,研究由大量粒子(原子、分子、离子、电子)组成的凝聚态的结构、动力学过程及其与宏观物理性质之间的联系的一门学科。凝聚态物理是以固体物理为基础的外向延拓。
凝聚态物理的研究对象
凝聚态物理的研究对象除晶体、非晶体与准晶体等固相物质外还包括从稠密气体、液体以及介于液态和固态之间的各类居间凝聚相,例如液氦、液晶、熔盐、液态金属、电解液、玻璃、凝胶等。经过半个世纪的发展,凝聚态物理学取得了巨大进展,研究对象日益扩展,更为复杂。一方面传统的固体物理各个分支如金属物理、半导体物理、磁学、低温物理和电介质物理等的研究更深入,各分支之间的联系更趋密切;另一方面许多新的分支不断涌现,如强关联电子体系物理学、无序体系物理学、准晶物理学、介观物理与团簇物理等。从而使凝聚态物理学成为当前物理学中最重要的分支学科之一,从事凝聚态研究的人数在物理学家中首屈一指,每年发表的论文数在物理学的各个分支中居领先位置。有力地促进了诸如化学、物理、生物物理学和地球物理等交叉学科的发展。
众所周知,复杂多样的物质形态基本上分成三类:气态、液态和固态,在这三种物态中,凝聚态物理研究的对象就占了二个,这就决定了这门学科的每一步进展都与我们人类的生活休戚相关。从传统的各种金属、合金到新型的各种半导体、超导材料,从玻璃、陶瓷到各种聚合物和复合材料,从各种光学晶体到各种液晶材料等等;所有这些材料所涉及到的声、光、电、磁、热等特性都是建立在凝聚态物理研究的基础上的。凝聚态物理研究还直接为许多高科学技术本身提供了基础。当今正蓬勃发展着的微电子技术、激光技术、光电子技术和光纤通讯技术等等都密切联系着凝聚态物理的研究和发展。
凝聚态物理以万物皆成于原子为宗旨,以量子力学为基础研究各种凝聚态,这是一个非常雄心勃勃的举措。应该说出自于对固态中晶态固体的研究和对液态中量子液体的研究。在对这二种特殊态的长期研究中,人们积累了一些经验,也建立起了一些信心,并逐步把一些已有的方法推广用于非晶态和液晶乃至液态的研究,从而大大拓宽了视野,逐步形成了凝聚态物理。
今天,凝聚态物理的视野还在继续开拓。然而作为渊源的二种凝聚态即晶态固体和量子液体,时至今日仍然是它主要的研究对象,内容当然越来越丰富了,考虑的问题也越来越深入了。毕竟我们面临的是同一个自然界,许多现象和规律是普适的。人们正是通过对一系列特殊态的深入研究来逐步认识和掌握那些普适的规律。
材料物理学与凝聚态物理有什么区别?
材料物理是从物理学原理出发提供材料结构、特性与性能的一门新兴交叉学科,主要面向新能源与新信息等新功能材料探索。
凝聚态物理学是研究凝聚态物质的物理性质与微观结构以及它们之间的关系,即通过研究构成凝聚态物质的电子、离子、原子及分子的运动形态和规律,从而认识其物理性质的学科。故与凝聚态物理学相比,材料物理更偏向于生活实用。
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