⑴ 凝聚態物理的理論基礎是什麼啊
固體物理,當然固體物理的是建立在量子力學基礎上的。
⑵ 搞凝聚態物理實驗需要什麼理論知識
理論物理是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和物質運動的基本規律的學科。理論物理的研究領域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態物理、宇宙學等,幾乎包括物理學所有分支的基本理論問題。
1.博士學位:應具備堅實的理論物理基礎和廣博的現代物理知識,了解理論物理學科的現狀及發展方向,有扎實的數學基礎,熟練掌握現代計算技術,能應用現代理論物理方法處理相關學科中發現的有關理論問題。具有獨立從事科學研究的能力,具有嚴謹求實的科學態度和作風,在國際前沿方向或交錯領域中有較深入的研究,並取得有創造性的成果。至少掌握一門外國語,能熟練地閱讀本專業的外文資料,具有一定的寫作能力和進行國際學術交流的能力。畢業後可獨立從事前沿理論課題的研究,並能開辟新的研究領域。學位獲得者應能勝任高等院校、科研院所及高科技企業的教學」研究、開發和管理工作。
2.碩士學位:應有扎實的理論物理基礎和相關的背景知識,了解理論物理學科的現狀及發展方向,掌握研究物質的微觀及宏觀現象所用的模型和方法等專業理論以及相關的數學與計算方法,有嚴謹求實的科學態度和作風,具備從事前沿課題研究的能力。應較為熟練地掌握一門外國語,能閱讀本專業的外文資料。畢業後能勝任高等院校、科研院所及高科技企業的教學、研究、開發和管理工作。
⑶ 凝聚態物理學的理論基礎
固體物理學的一個重要的理論基石為能帶理論,它是建立在單電子近似的基礎上的。而凝聚態物理學的概念體系則淵源於相變與臨界現象的理論,植根於相互作用多粒子理論,因而具有更加寬闊的視野:既關注處於相變點一側的有序相,也不忽視處於另一側的無序相,乃至於兩者之間臨界區域中體現標度律與普適性的物理行為。
L.朗道於1937年針對二級相變提出了對稱破缺的重要概念,後來成為凝聚態物理學概念體系的主軸。在某一特定的物態之中,某一對稱元素的存在與否是不能模稜兩可的。當原始相中某一對稱元素在變溫或變壓過程中突然喪失,就意味著發生了相變,出現了有序相。引入序參量用來定性和定量地描述有序相和原始相的偏離。一直降到零溫(0K),有序相達到基態,而非零溫的有序相處於激發態。而激發態有恢復破缺了的對稱性的傾向。低能激發態是非定域的,以波或准粒子的形式出現,被稱為元激發的集合。非線性定域化的激發態則稱「讖緯」拓撲缺陷。元激發與拓撲缺陷均會對不同的物理性質產生影響。
物質處在足夠高的溫度將呈現氣態,它是均勻且各向同性的,就統計意義而言,保持了完整的平移和旋轉對稱性,與統轄它的物理定律的對稱性相同。降溫會使氣體凝結成液體,雖則整體的對稱性仍然保持不變,但出現了短程序。再降溫又使液體凝固成為晶體,平移和旋轉的對稱性都發生破缺,剩下的對稱性屬230個空間群中的一個。固體豐富多彩的物性是和對稱破缺密切相關,而具有誘人興趣物性的液體也多半是液晶或復雜液體,也和某種對稱破缺有關。晶態中的元激發為晶格振動或聲子,是理解固體的熱學性質的關鍵,晶態中的拓撲缺陷為位錯,是理解固體的塑性與強度的關鍵。
⑷ 凝聚態物理學的研究內容
凝聚態物理學的基本任務在於闡明微觀結構與物性的關系,因而判斷構成凝聚態物質的某些類型微觀粒子的集體是否呈現量子特徵(波粒二象性)是至關緊要的。電子質量小,常溫下明顯地呈現量子特徵;離子或原子則由於質量較重,只有低溫下(約4K)的液氦或極低溫下(μK至nK)的鹼金屬稀薄氣體,原子的量子特徵才突出地表現出來。這也說明為何低溫條件對凝聚態物理學的研究十分重要。微觀粒子分為兩類:一類是費米子,具有半整數的自旋,服從泡利不相容原理;另一類是玻色子,具有整數的自旋,同一能態容許任意數的粒子占據。這兩類粒子的物理行為判然有別。 軟物質又稱為復雜液體,是介於固體與液體之間的物相,液晶、乳膠、聚合物等均屬此類。軟物質大都是有機物質,雖然在原子尺度上是無序的,但在介觀尺度上則可能出現某種規則而有序的結構。如液晶分子是桿狀的,盡管其質心不具有位置序,但桿的取向卻可能是有序的。又如聚合物是由柔軟的長鏈分子所構成,由於長程無序的關聯性,因而遵循了類似於臨界現象的標度律。20世紀70—80年代液晶物理學和聚合物物理學的建立,使凝聚態物理學從傳統的硬物質成功地延拓到軟物質。軟物質在微小的外界刺激(溫度、外場或外力)下有顯著的響應是其物性的特徵,從而產生明顯的實用效果。一顆紐扣電池可驅動液晶手錶數年之久,就是證明。軟物質變化過程中內能變化甚微,熵的變化十分顯著,因而其組織結構的變化主要由熵來驅動,和內能驅動的硬物質迥然有別。熵致有序和熵致形變乃是軟物質自組裝的物理基礎。 有機物質(小分子和聚合物)的電子結構與電子性質也受到廣泛的重視。有機發光器件和電子器件正在研製開發之中。