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凝聚態(tài)物理學是處理物質的宏觀和微觀物理特性的物理學領域,特別是由原子之間的電磁力產(chǎn)生的固體和液體相。所以如何能夠學好這門專業(yè)呢?密歇根州大學凝聚態(tài)物理學作業(yè)輔導。
一、主要內(nèi)容
更廣泛地說,該學科涉及物質的 "凝聚 "階段:由許多成分組成的系統(tǒng),它們之間有很強的相互作用。更奇特的凝聚相包括某些材料在低溫下表現(xiàn)出的超導相,原子晶格上的鐵磁和反鐵磁相,以及在超冷原子系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的玻色-愛因斯坦凝聚物。凝聚態(tài)物理學家通過實驗測量各種材料特性,并應用量子力學、電磁學、統(tǒng)計力學和其他理論的物理規(guī)律建立數(shù)學模型,試圖了解這些相的行為。
可供研究的系統(tǒng)和現(xiàn)象的多樣性使凝聚態(tài)物理學成為當代物理學中最活躍的領域:三分之一的美國物理學家自認為是凝聚態(tài)物理學家,凝聚態(tài)物理學部是美國物理學會最大的部門。該領域與化學、材料科學、工程和納米技術相重疊,并與原子物理學和生物物理學密切相關。凝聚態(tài)理論物理學與粒子物理學和核物理學共享重要的概念和方法。
物理學中的各種課題,如晶體學、冶金學、彈性、磁性等,在20世紀40年代之前一直被當作不同的領域,當時它們被歸入固態(tài)物理學。大約在20世紀60年代,對液體物理性質的研究被添加到這個列表中,形成了更全面的專業(yè)--凝聚態(tài)物理學的基礎。據(jù)馬克斯-普朗克固體研究所的創(chuàng)始主任、物理學教授曼努埃爾-卡多納說,是阿爾伯特-愛因斯坦開創(chuàng)了現(xiàn)代凝聚態(tài)物理學領域,從他1905年關于光電效應和光致發(fā)光的開創(chuàng)性文章開始,開啟了光電子能譜學和光致發(fā)光能譜學領域,后來他1907年關于固體比熱的文章,首次介紹了晶格振動對晶體熱力學性質的影響,特別是比熱。耶魯大學量子研究所副所長A.道格拉斯-斯通在其關于量子力學合成史的工作中為愛因斯坦提出了類似的優(yōu)先權案例。
二、理論
理論凝聚態(tài)物理學涉及使用理論模型來理解物質狀態(tài)的屬性。這些模型包括研究固體的電子特性,如德魯?shù)履P汀罱Y構和密度泛函理論。還建立了理論模型來研究相變的物理學,如金茲堡-朗道理論、臨界指數(shù)和使用量子場理論和重正化組的數(shù)學方法。現(xiàn)代理論研究涉及使用電子結構的數(shù)值計算和數(shù)學工具來理解高溫超導性、拓撲相和規(guī)整對稱等現(xiàn)象。
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