《凝聚態(tài)物理學【教育類別】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《凝聚態(tài)物理學【教育類別】（15頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、凝聚凝聚態(tài)在物理學中的格局態(tài)在物理學中的格局參考：馮端，凝聚態(tài)物理學，高等教育出版社1培訓類物質世界的層次化物質世界的層次化 1 1】20 20世紀的物理學世紀的物理學相對論 經典物理的壓軸戲量子論 拉開微觀物理學的帷幕修正時空觀、天文學原子分子學、集體相干和量子漲落初期到初期到中期：中期：1)從原子物理向下，核物理，基本粒子2)對宇宙的探索，引力波、黑洞、暗物質等建立兩大基本模型：用于粒子物理和宇宙論3)量子論向上，微觀世界和宏觀凝聚態(tài)物質的匯合固體物理學+量子+統(tǒng)計凝聚態(tài)物理另一前沿2培訓類3培訓類凝聚態(tài)物理學4培訓類 2 2】簡單性與復雜性簡單性與復雜性研究方法：還原論-先從復雜到簡單，
2、再從簡單重建復雜還原與統(tǒng)一相伴（弱力與電磁力統(tǒng)一，量子+相對論？）物理學家的無上考驗在于達到那些普適性基本規(guī)律后，再從它演繹出宇宙Einstein問題！能統(tǒng)一的范圍極限，還原的真實性和可行性？因為物質世界的諸層次之間，除存在耦合，還存在脫耦！成果5培訓類 3 3】還原論的局限還原論的局限-層展現象層展現象還原論-先從復雜到簡單，再從簡單重建復雜因為物質世界的諸層次之間，除存在耦合，還存在脫耦！不同物質結構的不同層次間耦合與脫耦微妙平衡層展的世界層展的世界6培訓類凝聚態(tài)物理學的范圍凝聚態(tài)物理學的范圍空間尺度：1m 0.1nm時間跨度：1year 1fs能量范圍：1000K 1nK粒子數量：102
3、7 1021 ，103 101 7培訓類凝聚態(tài)物理學的范圍凝聚態(tài)物理學的范圍如何區(qū)分兩者應用范圍？通常研究對象：全同粒子構成的多體體系分界：當粒子的相干性或波動性不能忽視 區(qū)分經典和量子粒子系統(tǒng)體現波動性：相干波長Lc 粒子間距a相干波長de Broglie波長 1 1】理論方法理論方法量子量子+經典經典另外，利用熱平衡體系區(qū)分的模糊邊界：量子簡并溫度8培訓類凝聚態(tài)物理學的范圍凝聚態(tài)物理學的范圍粒子系統(tǒng)體現波動性：相干波長Lc 粒子間距a 1 1】理論方法理論方法量子量子+經典經典區(qū)分的模糊邊界：量子簡并溫度分析：m,a,T常溫下固體材料中的電子 氣體中的分子 原子氣體 光束9培訓類凝聚態(tài)物理
4、學的范圍凝聚態(tài)物理學的范圍（1）實空間中的凝聚：氣體：沒有明確的表面，密度最低 液體：流動性彈性模量為0(宏觀)原子可離域(微觀)固體：凝聚緊密形態(tài)，密度高，不易形變 2 2】凝聚現象凝聚現象從統(tǒng)計物理理解：空間存在分廂化，即出現自由表面并存在勢壘，從而保持熱平衡下兩側的密度差（2）相空間中的凝聚：超低溫下Bose子的BEC K=0時Fermi子的液滴金屬超導體中的庫珀對3He原子液體的超流10培訓類凝聚態(tài)物理學的范圍凝聚態(tài)物理學的范圍熱力學平衡態(tài)：自由能U-TS或Gibbs能取極小 3 3】有序化有序化內能與熵的博弈，有序與無序的調和穩(wěn)定位置序-粒子間位置存在關聯(lián)凝聚過程不同平衡態(tài)間的相變
5、對稱破缺，新次序的建立有序化的體現：固體：長程序液體：短程序氣體：無序量子狀態(tài)下：電荷密度波，自旋密度波，Wigner晶體11培訓類凝聚態(tài)物理學的范圍凝聚態(tài)物理學的范圍熱力學平衡態(tài)：自由能U-TS或Gibbs能取極小 3 3】有序化有序化內能與熵的博弈，有序與無序的調和穩(wěn)定動量-能態(tài)序-粒子在能態(tài)結構中分布存在關聯(lián)凝聚過程不同平衡態(tài)間的相變 對稱破缺，新次序的建立有序化的體現：BEC，BCS，SC，FL量子狀態(tài)下：有序相穩(wěn)定的原因：粒子間波包的重疊造成整體關聯(lián)，Bose受激天性使得粒子集群到共同的波動狀態(tài)。12培訓類凝聚態(tài)物理學的范圍凝聚態(tài)物理學的范圍熱力學平衡態(tài)：自由能U-TS或Gibbs能
6、取極小 3 3】有序化有序化內能與熵的博弈，有序與無序的調和穩(wěn)定自旋序-自旋在位行或動量空間中排布關聯(lián)凝聚過程不同平衡態(tài)間的相變 對稱破缺，新次序的建立有序化的體現：順磁體(無序)鐵/反鐵磁體(通過自旋交換相互作為建立次序)自旋玻璃相變(自旋端程序)自旋序的出現一般伴隨自旋極化或局域磁疇13培訓類凝聚態(tài)物理學的范圍凝聚態(tài)物理學的范圍 3 3】有序化有序化動量-能態(tài)序-粒子在能態(tài)結構中分布存在關聯(lián)經典體系和量子體系有序化的對比：有序相穩(wěn)定的原因：粒子間波包的重疊造成整體關聯(lián)，Bose受激天性使得粒子集群到共同的波動狀態(tài)。經典體系的位置序有序相穩(wěn)定的原因：粒子互作用或跟周期外場作用，相對于量子體系，屬于強制約導致的有序化。動量-位置測不準關系：動量序和位置序不相容。提高有序度方法：增加作用強度/粒子濃度。提高有序度方法：減少外界作用/粒子互作用/濃度。所屬密度區(qū)間：相對于量子體系，屬于密度小的情況。14培訓類凝聚態(tài)物理學的范圍凝聚態(tài)物理學的范圍 3 3】有序化有序化 0K熱力學相變熱力學相變和量子相變的對比量子相變=0K經典熱漲落導致相變改變外因時，量子漲落的必然約束導致相變15培訓類
凝聚態(tài)物理學【教育類別】
