凝聚态物理学中的基本概念阐述.docx

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1、凝聚态物理学中的基本概念阐述 摘 要：凝合态物理学作为物理学的一大分支，其探讨前景非常广泛。凝合态物理学是探讨凝合态物质的物理性质以及它们的微观结构的学科。其通过分析构成凝合态物质的电子、离子、原子、分子的运动形态和运动规律，从而对凝合态物质的物理性质进行认知。凝合态物质是固体物理学的一个拓展方面，探讨的物质的典型特征之一是其具有多种形态。同时，凝合态物理学也为材料探讨引入了新的体系。本文就目前凝合态物理学发展状况，对其中的基本概念的产生、含义及其发展进行阐述。 关键词：凝合态物理学；基本概念；特点阐述 凝合态物理学的基本概念需依据物质世界的层次化进行阐述效果会更加明白。作为一门至今仍旧拥有丰

2、富生命力的探讨学问，凝合态物理学时时刻刻影响着我们生活的方方面面。例如，液态金属、溶胶、高分子聚合物等等物质的探讨都和凝合态物理学有着密不行分的联系。凝合态物理学发展历史和其理论支撑，是对凝合态物理学的基本概念进行阐述的基础。 一、凝合态物理学发展历史 1、物质世界层次化 为了对凝合态物理学基本概念进行阐述，首先就须要提到物质世界层次化的探讨方式。纵观二十世纪的物理学发展，在二十世纪初，两大划时代的物理理论突破的出现，拉开了宇观物理学和微观物理学的探究序幕。两大理论即是相对论和量子论，相对论和量子理论是对传统物理学的质疑和挑战。其中，狭义相对论修正了经典物理学当中的电磁学和力学之间存在的冲突；

3、广义相对论则是为近代物理学当中的天体运行探讨做出了巨大的贡献。量子论的建立正式拉开了现代物理学对于微观世界的探讨，使得基于原子乃至更小系统的探究成为可能。现代物理学的探讨方式正是基于这一种将物质世界进行分层的观点进行的，因为物理学当中的理论运用范围都有区分。例如，在宏观世界当中，牛顿力学成立；在微观世界当中，牛顿力学就难以支撑试验事实了。 2、凝合態物理学的步步发展 从科学家起先探究微观世界起先，凝合态物理学就悄然发绽开来。科学家从原子物理动身，深化到原子核内外空间的探讨，为了探究微观世界粒子的基本特性，建立了多代高能粒子加速器，使得近代微观物理学探究出中子、夸克、轻子类的微观粒子。同时，近代

4、物理学的一条探讨途径也是将原子物理作为基本主线。在这条探讨主线当中，量子力学和统计物理学向结合，奠定了固定物理学的基础。固定物理学的渐渐发展扩大，演化为了凝合态物理学。凝合态物理学的探讨发展从简洁到困难，从宏观到微观。其结合到其他学科共同创新，取得了巨大成果。 二、凝合态物理学的基本概念阐述 1、基本理论 凝合态物理学基本概念中最重要的基础则是构建这门学科的理论支撑。其基本理论当中的核心即是量子物理和经典物理。依据凝合態物理学的发展历史来看，量子物理理论推动了凝合态物理学的发展，使其对众多试验探讨成为可能。经典物理理论在凝合态物理学中并非一无所取，仍在一些探讨方面起着不行忽视的作用。两种理论学

5、问在凝合态物理学当中的应用都存在着自身的适用范围，下面对其进行比较说明。在中学物理中我们初步了解到，物质粒子具有二象性粒子与波。在粒子的二象性当中，粒子所具有的波动性使得量子力学有别与经典力学。二者的适用范围的界限通常是一些临界温度、直径、场强等方面。 2、凝合现象 凝合态物理学的基础概念即是凝合现象，然而凝合现象在我们日常生活当中是随处可见的。大家都知道，气体可以凝聚成固体或者是液体，液体和固体之间最明显的区分是液体的流淌性。依据量子力学等理论分析，在某些临界温度旁边，物质之间就发生凝合现象。发生凝合现象的物质往往具备一些新的物理性质。例如物质原有的沸点、导电性、光敏性等发生变更。 3、凝合

6、态物质的有序化 依据中学物理和化学的学问可知，物质反应在平衡状态时，其系统能量内能与熵等因素的影响。系统物质内能的上升使得系统趋于不稳定性，使得熵值增加。当温度下降时，凝合态物质则趋于熵值下降和系统稳定，探讨发觉，凝合态物质往往是某一种有序结构的物相。大量物质粒子所组成的系统表现出来的直观特征即是位置序，这也说明不同的粒子干脆是存在着相互联系的。当然，也存在着粒子相互作用较弱的状况，其宏观表现即是粒子无序分布。在经典粒子系统当中，使得系统有序化的物理基础则是粒子和粒子之间的相互作用，这可当作是量子力学当中的一个问题处理。依据中学学问我们知道，在量子力学当中，物质粒子存在着位置不确定性和动量不确

7、定性。依据上述进行总结，凝合态物质是空间当中的凝合体，而相对空间往往是分为两个方面。一方面是位置形态空间，另外的一方面是抽象的动量空间。凝合态物质的有序化在这两个空间当中的存在形态极为丰富。 三、探讨概念阐述 凝合态物理学当中基本的探讨概念在于以下几个方面。第一是固体电子论。对固定系统当中电子的行为探讨是凝合态物理学始终在努力的方向，根据电子行为的相互作用的大小，又将其分为三个小的区域。首先是弱关联区，这个区域的探讨已经取得了巨大进展，也是构成半导体物理学的理论基础。其次是中等关联区域，主要探讨对象包括的是一般的金属和强磁性的物质，其构成了磁铁学的物理基础。强关联区受能带理论发展的影响，目前其

8、探讨还有待开拓。其次是宏观量子态。宏观量子态探讨当中对某些物质的超导现象的探讨是一个重点，一些特别规的超导体探讨也是目前科学家所努力的方向。第三是纳米结构与介观物理，凝合态物理学对于一些简洁物质的探讨已经较为清晰。根据不同物质材料的结构尺度进行探究是凝合态物理学探讨的新方向之一，纳米结构和介观物理须要量子理论进行支撑，探讨目的主要是为了获得材料和器件的复合体，同时创建出一些具有优良性能的物理材料。 四、总结 凝合态物理学的理论基础是量子力学，目前量子力学的发展已经趋于完备。由于凝合态物理学设计大量微观粒子的探讨，其困难程度较高，须要探讨者从试验、计算、推演等方面开展探讨。凝合态物理学作为一门高新技术，其探讨前景非常广袤。只要充分结合其他相关学科学问，加以探究，肯定会取得更加丰硕的探讨成果。 参考文献 1冯端，金国钧.凝合态物理学中的基本概念J.物理学进展， 2000， 20：1-21. 2臧佳栋.凝合态物理学中的拓扑现象J.复旦高校， 2022. 3田强.凝合态物理学进展J.科学出版社， 2022. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页