凝聚態物理pdf

⑴ 凝聚態物理都學什麼呀（最好有課目表，多謝！）

condensed matter physics

1. 概況

凝聚態物理學是從微觀角度出發，研究由大量粒子（原子、分子、離子、電子）組成的凝聚態的結構、
動力學過程及其與宏觀物理性質之間的聯系的一門學科。凝聚態物理是以固體物理為基礎的外向延拓。
凝聚態物理的研究對象除晶體、非晶體與准晶體等固相物質外還包括從稠密氣體、液體以及介於液態和
固態之間的各類居間凝聚相，例如液氦、液晶、熔鹽、液態金屬、電解液、玻璃、凝膠等。經過半個世
紀的發展，目前已形成了比固體物理學更廣泛更深入的理論體系。特別是八十年代以來，凝聚態物理學
取得了巨大進展，研究對象日益擴展，更為復雜。一方面傳統的固體物理各個分支如金屬物理、半導體
物理、磁學、低溫物理和電介質物理等的研究更深入，各分支之間的聯系更趨密切；另一方面許多新的
分支不斷涌現，如強關聯電子體系物理學、無序體系物理學、准晶物理學、介觀物理與團簇物理等。從
而使凝聚態物理學成為當前物理學中最重要的分支學科之一，從事凝聚態研究的人數在物理學家中首屈
一指，每年發表的論文數在物理學的各個分支中居領先位置。目前凝聚態物理學正處在枝繁葉茂的興旺
時期。並且，由於凝聚態物理的基礎性研究往往與實際的技術應用有著緊密的聯系，凝聚態物理學的成
果是一系列新技術、新材料和新器件，在當今世界的高新科技領域起著關鍵性的不可替代的作用。近年
來凝聚態物理學的研究成果、研究方法和技術日益向相鄰學科滲透、擴展，有力的促進了諸如化學、物
理、生物物理和地球物理等交叉學科的發展。

2.學科研究范圍

研究凝聚態物質的原子之間的結構、電子態結構以及相關的各種物理性質。研究領域包括固體物理、晶
體物理、金屬物理、半導體物理、電介質物理、磁學、固體光學性質、低溫物理與超導電性、高壓物
理、稀土物理、液晶物理、非晶物理、低維物理（包括薄膜物理、表面與界面物理和高分子物理）、液
體物理、微結構物理（包括介觀物理與原子簇）、缺陷與相變物理、納米材料和准晶等。

漢語中「凝聚」一詞是由「凝」字雙音演化而來的。「凝」在東漢許慎的「說文解字」一書中同「冰」，指的是水結成冰的過程。可見我們的祖先最初對凝聚現象的注意可能始於對水的觀察，特別是水從液態到固態的現象。英語的condense來源於法語，後者又來源於拉丁文，指的是密度變大，從氣或蒸汽變液體。看來西方人對凝聚現象的注意可能始於對氣體的觀察，特別是水汽從氣態到液態的現象。這是很有意思的差別，大概與各自的古代自然生活環境和生活習慣有關。不過東西方二者原始意義的結合，恰恰就是今天凝聚態物理主要研究的對象—液態和固態。當然從科學的含義上來說，二者不是截然分開的。所以凝聚態物理還研究介於這二者之間的態。例如液晶等。液態和固態物質一般都是由量級為1023的極大數量微觀粒子組成的非常復雜的系統。凝聚態物理正是從微觀角度出發，研究這些相互作用多粒子系統組成的物質的結構、動力學過程及其與宏觀物理性質之間關系的一門學科。

眾所周知，復雜多樣的物質形態基本上分成三類：氣態、液態和固態，在這三種物態中，凝聚態物理研究的對象就佔了二個，這就決定了這門學科的每一步進展都與我們人類的生活休戚相關。從傳統的各種金屬、合金到新型的各種半導體、超導材料，從玻璃、陶瓷到各種聚合物和復合材料，從各種光學晶體到各種液晶材料等等；所有這些材料所涉及到的聲、光、電、磁、熱等特性都是建立在凝聚態物理研究的基礎上的。凝聚態物理研究還直接為許多高科學技術本身提供了基礎。當今正蓬勃發展著的微電子技術、激光技術、光電子技術和光纖通訊技術等等都密切聯系著凝聚態物理的研究和發展。

凝聚態物理以萬物皆成於原子為宗旨，以量子力學為基礎研究各種凝聚態，這是一個非常雄心勃勃的舉措。凝聚態物理這個學科名稱的誕生僅僅是最近幾十年的事。如果追尋一下它的淵源。應該說出自於對固態中晶態固體的研究和對液態中量子液體的研究。在對這二種特殊態的長期研究中，人們積累了一些經驗，也建立起了一些信心，並逐步把一些已有的方法推廣用於非晶態和液晶乃至液態的研究，從而大大拓寬了視野，逐步形成了凝聚態物理。

今天，凝聚態物理的視野還在繼續開拓。然而作為淵源的二種凝聚態即晶態固體和量子液體，時至今日仍然是它主要的研究對象，內容當然越來越豐富了，考慮的問題也越來越深入了。畢竟我們面臨的是同一個自然界，許多現象和規律是普適的。人們正是通過對一系列特殊態的深入研究來逐步認識和掌握那些普適的規律。

⑵ 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。

⑶ 什麼是凝聚態物理

凝聚態物理

1. 概況
凝聚態物理學是從微觀角度出發，研究由大量粒子（原子、分子、離子、電子）組成的凝聚態的結構、動力學過程及其與宏觀物理性質之間的聯系的一門學科。凝聚態物理是以固體物理為基礎的外向延拓。凝聚態物理的研究對象除晶體、非晶體與准晶體等固相物質外還包括從稠密氣體、液體以及介於液態和固態之間的各類居間凝聚相，例如液氦、液晶、熔鹽、液態金屬、電解液、玻璃、凝膠等。經過半個世紀的發展，目前已形成了比固體物理學更廣泛更深入的理論體系。特別是八十年代以來，凝聚態物理學取得了巨大進展，研究對象日益擴展，更為復雜。一方面傳統的固體物理各個分支如金屬物理、半導體物理、 磁學、低溫物理和電介質物理等的研究更深入，各分支之間的聯系更趨密切；另一方面許 多新的分支不斷涌現，如強關聯電子體系物理學、無序體系物理學、准晶物理學、介觀物 理與團簇物理等。從而使凝聚態物理學成為當前物理學中最重要的分支學科之一，從事凝聚態研究的人數在物理學家中首屈一指，每年發表的論文數在物理學的各個分支中居領先位置。目前凝聚態物理學正處在枝繁葉茂的興旺時期。並且，由於凝聚態物理的基礎性研 究往往與實際的技術應用有著緊密的聯系，凝聚態物理學的成果是一系列新技術
、新材料 和新器件，在當今世界的高新科技領域起著關鍵性的不可替代的作用。近年來凝聚態物理學的研究成果、研究方法和技術日益向相鄰學科滲透、擴展，有力的促進了諸如化學、物理、生物物理和地球物理等交叉學科的發展。

2.學科研究范圍
研究凝聚態物質的原子之間的結構、電子態結構以及相關的各種物理性質。
研究領域包括固體物理、晶體物理、金屬物理、半導體物理、電介質物理、磁學、固體光學性質、低溫物理與超導電性、高壓物理、稀土物理、液晶物理、非晶物理、低維物理（包括薄膜物理、表面與界面物理和高分子物理）、液體物理、微結構物理（包括介觀物理:)與原子簇）、缺陷與相變物理、納米材料和准晶等。

由於凝聚態物理的應用范圍很廣！！所以前景還是很樂觀的！
將來可以做研究員、工程師、技術骨乾等等，做什麼就要看自己了~
由於導師不同研究方向也不同，前途也會不一樣，填志願時方向也要選擇好，復試前一般還會再次確認所選方向。
出國也是不錯的選擇，凝聚態出國的不在少數，不過要看個人努力了~

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。

⑸ 求凝聚態物理 下卷 馮瑞 金國鈞 pdf

⑹ 凝聚態物理的文字解釋

漢語中「凝聚」一詞是由「凝」字雙音演化而來的。「凝」在東漢許慎的「說文解字」一書中同「冰」，指的是水結成冰的過程。可見我們的祖先最初對凝聚現象的注意可能始於對水的觀察，特別是水從液態到固態的現象。英語的condense來源於法語，後者又來源於拉丁文，指的是密度變大，從氣或蒸汽變液體。看來西方人對凝聚現象的注意可能始於對氣體的觀察，特別是水汽從氣態到液態的現象。這是很有意思的差別，大概與各自的古代自然生活環境和生活習慣有關。不過東西方二者原始意義的結合，恰恰就是今天凝聚態物理主要研究的對象—液態和固態。當然從科學的含義上來說，二者不是截然分開的。所以凝聚態物理還研究介於這二者之間的態。例如液晶等。液態和固態物質一般都是由量級為10^23的極大數量微觀粒子組成的非常復雜的系統。凝聚態物理正是從微觀角度出發，研究這些相互作用多粒子系統組成的物質的結構、動力學過程及其與宏觀物理性質之間關系的一門學科。

⑺ 凝聚態的物理結構

凝聚態物理學是從微觀角度出發，研究由大量粒子（原子、分子、離子、電子）組成的凝聚態的結構、動力學過程及其與宏觀物理性質之間的聯系的一門學科。凝聚態物理是以固體物理為基礎的外向延拓。凝聚態物理的研究對象除晶體、非晶體與准晶體等固相物質外還包括從稠密氣體、液體以及介於液態和固態之間的各類居間凝聚相，例如液氦、液晶、熔鹽、液態金屬、電解液、玻璃、凝膠等。經過半個世紀的發展，目前已形成了比固體物理學更廣泛更深入的理論體系。特別是八十年代以來，凝聚態物理學取得了巨大進展，研究對象日益擴展，更為復雜。一方面傳統的固體物理各個分支如金屬物理、半導體物理、 磁學、低溫物理和電介質物理等的研究更深入，各分支之間的聯系更趨密切；另一方面許 多新的分支不斷涌現，如強關聯電子體系物理學、無序體系物理學、准晶物理學、介觀物 理與團簇物理等。從而使凝聚態物理學成為當前物理學中最重要的分支學科之一，從事凝聚態研究的人數在物理學家中首屈一指，每年發表的論文數在物理學的各個分支中居領先位置。凝聚態物理學正處在枝繁葉茂的興旺時期。並且，由於凝聚態物理的基礎性研 究往往與實際的技術應用有著緊密的聯系，凝聚態物理學的成果是一系列新技術、新材料和新器件，在當今世界的高新科技領域起著關鍵性的不可替代的作用。二十世紀八十年代後凝聚態物理學的研究成果、研究方法和技術日益向相鄰學科滲透、擴展，有力的促進了諸如化學、物理、生物物理和地球物理等交叉學科的發展。液體和固體兩種凝聚態，其體積隨壓力和溫度的變化均較小，即等溫壓縮率和體膨脹系數都較小，故在通常的物理化學計算中常忽略其體積隨壓力和溫度的變化。

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⑼ 什麼是凝聚態物理

凝聚態物理學是研究凝聚態物質的物理性質與微觀結構以及它們之間的關系，即通過研究構成凝聚態物質的電子、離子、原子及分子的運動形態和規律，從而認識其物理性質的學科。

一方面，它是固體物理學的向外延拓，使研究對象除固體物質以外，還包括許多液態物質，諸如液氦、熔鹽、液態金屬，以及液晶、乳膠與聚合物等，甚至某些特殊的氣態物質，如經玻色-愛因斯坦凝聚的玻色氣體和量子簡並的費米氣體。

另一方面，它也引入了新的概念體系，既有利於處理傳統固體物理遺留的許多疑難問題，也便於推廣應用到一些比常規固體更加復雜的物質。

起源發展：

凝聚態物理學起源於19世紀固體物理學和低溫物理學的發展。19世紀，人們對晶體的認識逐漸深入。1840年法國物理學家A·布拉維導出了三維晶體的所有14種排列方式，即布拉維點陣。

1912年，德國物理學家馮·勞厄發現了X射線在晶體上的衍射，開創了固體物理學的新時代，從此，人們可以通過X射線的衍射條紋研究晶體的微觀結構。

19世紀，英國著名物理學家法拉第在低溫下液化了大部分當時已知的氣體。1908年，荷蘭物理學家H·昂內斯將最後一種難以液化的氣體氦氣液化，創造了人造低溫的新紀錄－269 °C（4K），並且發現了金屬在低溫下的超導現象。

超導具有廣闊的應用前景，超導的理論和實驗研究在20世紀獲得了長足進展，臨界轉變溫度最高紀錄不斷刷新，超導研究已經成為凝聚態物理學中最熱門的領域之一。