凝聚态物理(「十万个为什么」什么是凝聚态物理学？)

学习教育2022-12-09 10:54:33高三网

「十万个为什么」什么是凝聚态物理学?凝聚态物理学家做研究的动力,一般是来自凝聚态现象本身非常有趣,谁不会被超导、超流,或...更多内容，请关注我们的高考升学网专题频道。

「十万个为什么」什么是凝聚态物理学？

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凝聚态物理学家做研究的动力，一般是来自凝聚态现象本身非常有趣，谁不会被超导、超流，或者是量子霍尔效应这样的奇观所吸引呢？《十万个为什么》节目邀请中科院物理研究所丁洪研究员讲述凝聚态物理学家们究竟在研究些什么？rJy高三网

什么是“凝聚态物理学”rJy高三网

从物理学和量子力学上看，“凝聚态物理学”是一个多体问题，因此很难对其进行解答。这一类问题有不可确定性，人们对于这种无解问题发明了一种近似方法，进而能解释固体的多体问题，推动了整个固体物理的发展。“凝聚态物理学”最开始的用途是半导体，人们将搬到一制成半导体器件，进而发明了集成电路，推动了人类文明的发展。rJy高三网

主持人rJy高三网

“凝聚态”到底包含了哪些形态呢？rJy高三网

物体的形态主要有三种，分别为固态、液态和气态。“凝聚态”是前两种，固态和液态。因为这两种状态下的分子距离特别短，它们凝聚在一起，统称“凝聚态”。rJy高三网

丁教授rJy高三网

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“凝聚态”固体的研究rJy高三网

在“凝聚态物理学”的研究中，大多数研究的对象都是固体，也就是晶体。因为晶体内部有一个周期性的排布规律，相比非晶体比较易于研究。非晶体如玻璃，以及液体、流体实际上很难研究，只有在有规律地排成晶格的时候，做近似研究才比较容易。非晶体的非周期排布是非常难研究的，有着过大的计算量。rJy高三网

当凝聚态物理学家研究固体时，通常会研究它的三个性质：力学性质、电学性质、光学性质。晶体的原子排布形成晶格，晶格的不同排布形成物体的不同性质。一般情况下，使用改变结构、掺杂的方法就可以改变某种晶体的性质。因为晶体内部原子的排列方式决定了这种晶体的性质。rJy高三网

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“凝聚体”如何对人们的生活是否有改变呢？rJy高三网

在我们日常生活中使用的半导体、合金、航空器件、光伏电缆、量子材料等都源于”凝聚体”，它的研究还能用于改变一些材料的硬度。 rJy高三网

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编辑：张莹莹rJy高三网