凝聚态,凝聚态是什么意思
1、凝聚态是什么意思
凝聚态,指的是由大量粒子组成,并且粒子间有很强的相互作用的系统。自然界中存在着各种各样的凝聚态物质。
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。

2、物质的凝聚态形式有哪几种
物质的凝聚态形式,除了我们常见的固态、气态和液态,还有等离子态、玻色-爱因斯坦凝聚态、费米子凝聚态。
这也是物理学上物质的六种存在形态,固态、气态和液态在日常生活中随处可见,这里就不再详述,还是介绍一下其他三种物质形态:
(1)等离子态:电离气体电离到一定程度后,电离气体中每一个带电粒子的运动都会相互影响和制约,整体呈现出电中性,这种气体状态被称为等离子体态。
(2)玻色-爱因斯坦凝聚态:大量原来不同状态的原子突然凝聚到同一状态,但却表现出单个粒子的行为,这种状态称为玻色-爱因斯坦凝聚态,要达到该状态,一方面需要物质达到极低的温度,另一方面还要求原子体系处于气态。
(3)费米子凝聚态:与玻色-爱因斯坦凝聚态都是物质在量子状态下的形态,但在极低温时表现得与玻色-爱因斯坦凝聚态截然相反。

3、凝聚态物理主要研究什么
凝聚态物理是物理学的一个分支领域,主要探究物质在宏观尺度下的集体行为和性质。其主要研究对象是凝聚态物质,包括固体、液体和某些气体(如玻色-爱因斯坦凝聚体)。
凝聚态物理主要研究物质的电子、原子、离子等微观粒子在通过相互作用的支配下在宏观尺度上所表现出来的统计行为。该领域研究的内容包括晶体结构、物质的力学性能、热学性质、电磁性质等方面的问题。
凝聚态物理的研究有着广泛的应用,例如在材料科学中对新材料的研究、在电子工业中对半导体材料的应用、在先进的制造领域中对纳米技术的开发等。凝聚态物理还是理解许多基础科学原理的重要途径,例如能带理论、超导现象、分数量子霍尔效应等都是凝聚态物理领域开展的重要成果。
4、什么是凝聚态物理?
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。
一方面,它是固体物理学的向外延拓,使研究对象除固体物质以外,还包括许多液态物质,诸如液氦、熔盐、液态金属,以及液晶、乳胶与聚合物等,甚至某些特殊的气态物质,如经玻色-爱因斯坦凝聚的玻色气体和量子简并的费米气体。
另一方面,它也引入了新的概念体系,既有利于处理传统固体物理遗留的许多疑难问题,也便于推广应用到一些比常规固体更加复杂的物质。
起源发展:
凝聚态物理学起源于19世纪固体物理学和低温物理学的发展。19世纪,人们对晶体的认识逐渐深入。1840年法国物理学家A·布拉维导出了三维晶体的所有14种排列方式,即布拉维点阵。
1912年,德国物理学家冯·劳厄发现了X射线在晶体上的衍射,开创了固体物理学的新时代,从此,人们可以通过X射线的衍射条纹研究晶体的微观结构。
19世纪,英国著名物理学家法拉第在低温下液化了大部分当时已知的气体。1908年,荷兰物理学家H·昂内斯将最后一种难以液化的气体氦气液化,创造了人造低温的新纪录-269 °C(4K),并且发现了金属在低温下的超导现象。
超导具有广阔的应用前景,超导的理论和实验研究在20世纪获得了长足进展,临界转变温度最高纪录不断刷新,超导研究已经成为凝聚态物理学中最热门的领域之一。

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