凝聚態(tài)物理主要學(xué)什么 凝聚態(tài)物理學(xué)基礎(chǔ)知識

凝聚態(tài)物理專業(yè)，凝聚態(tài)物理學(xué)的研究內(nèi)容，凝聚態(tài)物理學(xué)的學(xué)科介紹，搞凝聚態(tài)物理實驗需要什么理論知識？什么是凝聚態(tài)物理學(xué)？什么·是·分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)？什么是量子？

本文導(dǎo)航

• 凝聚態(tài)物理博士前途
• 凝聚態(tài)物理學(xué)基礎(chǔ)知識
• 凝聚態(tài)物理學(xué)的三大組成部分
• 凝聚態(tài)物理學(xué)習(xí)的課程
• 量子態(tài)能量和能級能量的計算關(guān)系

凝聚態(tài)物理博士前途

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凝聚態(tài)物理學(xué)基礎(chǔ)知識

凝聚態(tài)物理學(xué)的基本任務(wù)在于闡明微觀結(jié)構(gòu)與物性的關(guān)系，因而判斷構(gòu)成凝聚態(tài)物質(zhì)的某些類型微觀粒子的集體是否呈現(xiàn)量子特征（波粒二象性）是至關(guān)緊要的。電子質(zhì)量小，常溫下明顯地呈現(xiàn)量子特征；離子或原子則由于質(zhì)量較重，只有低溫下（約4K）的液氦或極低溫下（μK至nK）的堿金屬稀薄氣體，原子的量子特征才突出地表現(xiàn)出來。這也說明為何低溫條件對凝聚態(tài)物理學(xué)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(shù)的自旋，服從泡利不相容原理；另一類是玻色子，具有整數(shù)的自旋，同一能態(tài)容許任意數(shù)的粒子占據(jù)。這兩類粒子的物理行為判然有別。 軟物質(zhì)又稱為復(fù)雜液體，是介于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(zhì)大都是有機(jī)物質(zhì)，雖然在原子尺度上是無序的，但在介觀尺度上則可能出現(xiàn)某種規(guī)則而有序的結(jié)構(gòu)。如液晶分子是桿狀的，盡管其質(zhì)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(gòu)成，由于長程無序的關(guān)聯(lián)性，因而遵循了類似于臨界現(xiàn)象的標(biāo)度律。20世紀(jì)70—80年代液晶物理學(xué)和聚合物物理學(xué)的建立，使凝聚態(tài)物理學(xué)從傳統(tǒng)的硬物質(zhì)成功地延拓到軟物質(zhì)。軟物質(zhì)在微小的外界刺激（溫度、外場或外力）下有顯著的響應(yīng)是其物性的特征，從而產(chǎn)生明顯的實用效果。一顆紐扣電池可驅(qū)動液晶手表數(shù)年之久，就是證明。軟物質(zhì)變化過程中內(nèi)能變化甚微，熵的變化十分顯著，因而其組織結(jié)構(gòu)的變化主要由熵來驅(qū)動，和內(nèi)能驅(qū)動的硬物質(zhì)迥然有別。熵致有序和熵致形變乃是軟物質(zhì)自組裝的物理基礎(chǔ)。 　　有機(jī)物質(zhì)（小分子和聚合物）的電子結(jié)構(gòu)與電子性質(zhì)也受到廣泛的重視。有機(jī)發(fā)光器件和電子器件正在研制開發(fā)之中。

凝聚態(tài)物理學(xué)的三大組成部分

凝聚態(tài)物理學(xué)是當(dāng)今物理學(xué)最大也是最重要的分支學(xué)科之一。其研究層次，從宏觀、介觀到微觀，進(jìn)一步從微觀層次統(tǒng)一認(rèn)識各種凝聚態(tài)物理現(xiàn)象；物質(zhì)維數(shù)從三維到低維和分?jǐn)?shù)維；結(jié)構(gòu)從周期到非周期和準(zhǔn)周期，完整到不完整和近完整；外界環(huán)境從常規(guī)條件到極端條件和多種極端條件交叉作用，等等，形成了比固體物理學(xué)更深刻更普遍的理論體系。經(jīng)過半個世紀(jì)多的發(fā)展，凝聚態(tài)物理學(xué)已成為物理學(xué)中最重要、最豐富和最活躍的學(xué)科，在諸如半導(dǎo)體、磁學(xué)、超導(dǎo)體等許多學(xué)科領(lǐng)域中的重大成就已在當(dāng)代高新科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中起關(guān)鍵性作用，為發(fā)展新材料、新器件和新工藝提供了科學(xué)基礎(chǔ)。前沿研究熱點層出不窮，新興交叉分支學(xué)科不斷出現(xiàn)是凝聚態(tài)物理學(xué)的一個重要特點；與生產(chǎn)實踐密切聯(lián)系是它的另一重要特點，許多研究課題經(jīng)常同時兼有基礎(chǔ)研究和開發(fā)應(yīng)用研究的性質(zhì)，研究成果可望迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。

凝聚態(tài)物理學(xué)習(xí)的課程

學(xué)科研究范圍：理論物理是在實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，以理論的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、分子、等離子體和凝聚態(tài)物質(zhì)運動的基本規(guī)律，解決學(xué)科本身和高科技探索中提出的基本理論問題。研究范圍包括粒子物理理論、原子核理論、凝聚態(tài)理論、統(tǒng)計物理、光子學(xué)理論、原子分子理論、等離子體理論、量子場論與量子力學(xué)、引力理論、數(shù)學(xué)物理、理論生物物理、非線性物理、計算物理等。

課程設(shè)置：高等量子力學(xué)、高等統(tǒng)計物理、量子場論、群論、規(guī)范場論、現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法、計算物理、凝聚態(tài)理論、量子多體理論、粒子物理、核理論、非平衡統(tǒng)計物理、非線性物理、廣義相對論、量子光學(xué)、理論生物物理、天體物理、微分幾何、拓?fù)鋵W(xué)等。

量子態(tài)能量和能級能量的計算關(guān)系

凝聚態(tài)物理學(xué)范圍甚廣，一般是指對兩個以上粒子的系統(tǒng)在低溫下的性質(zhì)的研究。最初的概念就是固體物理學(xué)。用量子場論等研究是現(xiàn)在凝聚態(tài)物理理論的前沿。

對于分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)，首先要知道霍爾效應(yīng)和整數(shù)量子霍爾效應(yīng)。分?jǐn)?shù)量子霍耳效應(yīng)與整數(shù)量子霍耳效應(yīng)的不同是，它的電導(dǎo)率是單位量子霍爾電導(dǎo)率（2e^2/h）的分?jǐn)?shù)倍。

量子實際上是一種對某種性質(zhì)的標(biāo)記，如光量子是對光子具有特定的能量這種性質(zhì)的標(biāo)記。