Kluczowa różnica między fizyką ciała stałego a fizyką materii skondensowanej polega na tym, że fizyka ciała stałego bada właściwości struktur stałych, takich jak kryształy, podczas gdy fizyka materii skondensowanej bada zarówno układy stałe, jak i ciekłe.
Fizyka ciała stałego obejmuje badanie sztywnej materii lub ciał stałych za pomocą mechaniki kwantowej, krystalografii, elektromagnetyzmu i metalurgii. Fizyka materii skondensowanej to dziedzina fizyki, która zajmuje się makroskopowymi i mikroskopijnymi właściwościami fizycznymi materii.
Co to jest fizyka półprzewodnikowa?
Fizyka ciała stałego obejmuje badanie sztywnej materii lub ciał stałych za pomocą mechaniki kwantowej, krystalografii, elektromagnetyzmu i metalurgii. Możemy opisać ją jako największą gałąź fizyki materii skondensowanej. Ta gałąź fizyki ma tendencję do badania wielkoskalowych właściwości materiałów stałych, które wynikają z właściwości w skali atomowej. Dlatego fizyka ciała stałego może czerpać teoretyczne podstawy z nauki o materiałach. Co więcej, ta gałąź fizyki ma również zastosowanie bezpośrednio w technologii tranzystorów i półprzewodników.
Zwykle materiały stałe zawierają gęsto upakowane atomy, które mogą intensywnie oddziaływać. Te interakcje mogą dawać właściwości mechaniczne, elektryczne, termiczne, optyczne i magnetyczne materiału stałego. Atomy te mogą regularnie zmieniać się podczas reakcji chemicznej, w zależności od rodzaju ciała stałego i warunków reakcji. Jako ogólna teoria, fizyka ciała stałego koncentruje się na kryształach. Dzieje się tak, ponieważ okresowe ułożenie atomów w krysztale ułatwia modelowanie matematyczne.
W krysztale siły między atomami mogą występować w różnych formach. Pomiędzy tymi atomami mogą występować wiązania jonowe, kowalencyjne lub metaliczne. Co więcej, mogą wystąpić nawet interakcje Van der Waalsa między atomami, jeśli weźmiemy pod uwagę atomy gazu szlachetnego.
Ponadto właściwości konkretnego materiału zależą od jego struktury krystalicznej. Możemy zbadać tę strukturę za pomocą szeregu technik krystalograficznych, takich jak krystalografia rentgenowska, dyfrakcja neutronów i dyfrakcja elektronów.
Współczesne obszary badawcze fizyki ciała stałego obejmują nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe, quasikryształy, szkło spinowe, materiały silnie skorelowane, nanomateriały itp.
Co to jest fizyka materii skondensowanej?
Fizyka materii skondensowanej to dziedzina fizyki, która zajmuje się makroskopowymi i mikroskopijnymi właściwościami fizycznymi materii. Dotyczy to głównie fazy stałej i ciekłej. Właściwości tych faz wynikają z sił elektromagnetycznych między atomami. Ponadto fizyka materii skondensowanej zajmuje się skondensowanymi fazami materii. Są to systemy składające się z silnych interakcji między nimi. Mogą jednak istnieć pewne egzotyczne fazy skondensowane, które obejmują fazę nadprzewodzącą, kondensat Bosego-Einsteina itp. Możemy przeprowadzać eksperymenty do pomiaru różnych właściwości materiałów poprzez zastosowanie mechaniki kwantowej, elektromagnetyzmu, mechaniki statystycznej itp.
Teoretyczna fizyka materii skondensowanej polega na wykorzystaniu modeli teoretycznych do zrozumienia właściwości stanu materii. Istnieje kilka modeli, które są pomocne w tej teorii, takie jak model Drudego, struktura pasmowa, teoria funkcjonału gęstości itp.
Jaka jest różnica między fizyką ciała stałego a fizyką materii skondensowanej?
Fizyka ciała stałego jest gałęzią fizyki materii skondensowanej. Kluczowa różnica między fizyką ciała stałego a fizyką materii skondensowanej polega na tym, że fizyka ciała stałego bada właściwości struktur stałych, takich jak kryształy, podczas gdy fizyka materii skondensowanej bada zarówno układy stałe, jak i ciekłe.
Poniższa infografika przedstawia różnice między fizyką ciała stałego a fizyką materii skondensowanej w formie tabelarycznej do bezpośredniego porównania.
Podsumowanie – Fizyka ciała stałego kontra fizyka materii skondensowanej
Fizyka materii skondensowanej i fizyka ciała stałego to ważne dziedziny chemii fizycznej. Kluczowa różnica między fizyką ciała stałego a fizyką materii skondensowanej polega na tym, że fizyka ciała stałego bada właściwości struktur stałych, takich jak kryształy, podczas gdy fizyka materii skondensowanej bada zarówno układy stałe, jak i ciekłe.
