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凝聚态理论
发布时间:2018-06-07 浏览次数:0

凝聚态

所谓的“凝聚态”是指由大量颗粒组成并且在颗粒之间具有强相互作用的系统。自然界中存在各种浓缩物质。固体和液体是最常见的浓缩状态。超低温状态下的超流态,超导状态,玻色 - 爱因斯坦凝聚态,磁介质中的铁磁态,反铁磁态等也是凝聚态。

凝聚态物理结构

凝聚态物理学是一门从微观角度研究由大量粒子(原子,分子,离子,电子)组成的凝聚态的结构,动态过程和宏观物理性质的学科。凝聚态物理是基于固体物理学的外在延续。除了晶体,非晶和准晶体等固相材料外,凝聚态物理还包括致密气体,液体和液体与固体之间的各种介入凝聚相,如液氦,液晶,熔盐,液态金属,电解质经过半个世纪的发展,形成了比固态物理学更广泛,更深入的理论体系。特别是20世纪80年代以来,凝聚态物理学取得了很大进展,研究对象不断扩大,变得更加复杂。一方面,金属物理,半导体物理,磁学,低温物理和介电物理等固体物理学的传统分支更加深入,分支之间的联系更加紧密;另一方面,许多新的分支正在兴起,如强相关电子系统物理,无序系统物理,准晶体物理,介观物理和聚类物理。因此,凝聚态物理已成为当前物理学中最重要的子学科之一。从事凝聚态物质研究的人数在物理学家中是首屈一指的。每年发表的论文数量在各个物理学科中处于领先地位。目前,凝聚态物理正处于蓬勃发展的繁荣时期。而且,由于凝聚态物理的基础研究往往与技术的实际应用密切相关,凝聚态物理的结果是一系列新技术,新材料和新设备,它们在高世界中起着关键作用。和新技术。无可替代的角色。近年来,凝聚态物理的研究成果,研究方法和技术日益渗透并扩展到相邻学科,有效地促进了化学,物理,生物物理和地球物理等跨学科学科的发展。液态和固态冷凝状态随压力和温度的体积变化小,即等温压缩比和体膨胀系数小,因此在通常的物理化学计算中经常忽略随压力和温度的体积变化。

学科研究范围

研究凝聚态物质中原子的结构,电子结构和相关物理性质。

研究领域包括固态物理,晶体物理,金属物理,半导体物理,介电物理,磁学,固体光学性质,低温物理和超导,高压物理,稀土物理,液晶物理,非晶物理,低维物理(包括薄膜物理,表面和界面物理和聚合物物理,液体物理,微结构物理(包括介观物理和聚类),缺陷和相变物理,纳米材料和准晶体。

相图

狭义

相图,也称为相图,相平衡状态图,是用于表示相平衡系统的组成与诸如温度和压力的一些参数之间的关系的图。它在物理化学,矿物学和材料科学中发挥着重要作用。

广义

相图是在给定条件下在系统中的相之间建立平衡之后热力学可变强度变量的轨迹的听觉表示。相图表示平衡状态,严格来说是相平衡图。使用的热力学变量不同以形成不同的相图。材料科学工作者最关心的是凝聚态物质。

相图不考虑平衡过程的动态,也不能判断系统中可能发生的亚稳相。

一个简单的相图,如水图(见右图),可以轻松读取水的三重点,临界点等。图中的分界线称为“两相平衡线”,绘制的范围表示单相区域(双变量系统),两个变量可以在一定范围内同时变化而没有新的相位出现。常用的双组分体系相图是压力 - 组成图,温度 - 组成图,蒸气压 - 液相组成图,溶解度图(温度 - 组成),共晶混合物相图等。

相图 - 控制理论中的定义

在控制理论中,相位图是相平面上动态系统的状态轨迹的几何表示。右图是经典非线性系统的Van der Pol公式的相图。 Van der Pol振荡器的状态轨迹收敛于极限环。

通过研究平衡点附近非线性系统(如摆锤,倒立摆,隧道二极管等)的相图特性,可以判断系统的稳定性和渐近稳定性。

相关关键词:

马鞍,焦点,分叉,限制圆,周期轨道。

相图 - 用途

对于多相系统,相之间的相互转换,新相的形成以及旧相的消失与温度,压力和成分有关。表示根据实验数据给出的相变法则的各种几何图形称为相图。从这种几何结构中,可以直观地看到多相系统中各种聚集状态以及它们的放置条件(温度,压力,成分)。

金属和其他工程材料的性质

可由其内部组织,结构,金属和其他材料决定的组织由基本阶段组成。由一相组成的组织称为单相结构,两相或更多相称为两相或多相结构。

相图是用于指示材料相的状态以及温度和组成之间的关系的综合图,并且所表示的相的状态是平衡状态。

表达杂化材料特性的一种非常方便的方法是相图。二元相图可以被认为是两种材料的混合物的稳定相区域作为组成百分比和温度的函数的图。相图还可以取决于气压。