固态物理学英文解释翻译、固态物理学的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 state physics
分词翻译:
固态物理的英语翻译:
solid-state physics
【电】 solid-state physics
学的英语翻译:
imitate; knowledge; learn; mimic; school; study; subject of study
专业解析
固态物理学(Solid State Physics)是凝聚态物理学的重要分支,主要研究原子规则排列形成的固态物质(尤其是晶体)的结构、物理性质及其微观机制。它关注固体内部原子、电子及其他准粒子的相互作用与运动规律,揭示固体材料的电学、磁学、光学、热学等宏观特性背后的微观原理。
核心研究内容与意义:
- 晶体结构与对称性:分析原子或分子在空间中的周期性排列(晶格)、晶格振动(声子)以及由此决定的材料对称性,这是理解固体物理性质的基础。
- 电子结构与能带理论:研究固体中电子的量子态和能量分布(能带结构)。能带理论成功解释了导体、半导体和绝缘体的区别,是现代电子器件(如晶体管、芯片)的理论基石。
- 电输运性质:探究电子和空穴在电场、磁场作用下的运动规律(电导率、霍尔效应等),对发展电子材料至关重要。
- 磁学性质:研究铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性等的起源(如交换相互作用),以及磁畴、磁化过程等,推动磁性材料与存储技术的发展。
- 光学性质:分析光与固体相互作用的机制(吸收、反射、折射、发光等),应用于激光器、光探测器、太阳能电池等领域。
- 相变与临界现象:研究固体在不同条件(温度、压力)下发生的结构或性质突变(如铁电相变、超导相变),具有重要的理论和应用价值。
- 缺陷与表面物理:考察晶体中的点缺陷、位错、晶界以及表面/界面效应,这些对材料的力学性能和化学活性有决定性影响。
固态物理学的理论(如能带论、朗道理论)和实验技术(X射线衍射、扫描隧道显微镜)不仅深刻改变了人类对物质世界的认识,更是现代信息技术(半导体、磁存储、显示技术)、新能源技术(光伏、热电)、新材料科学(超导、拓扑材料)的核心驱动力。
权威参考资料:
- 维基百科 - 固态物理学:提供基础定义、历史背景和主要研究领域的概述。
- 大英百科全书 (Encyclopædia Britannica) - Solid-State Physics:权威的学科介绍,涵盖核心概念和发展历程。
- 中国科学院物理研究所 - 凝聚态物理简介:介绍作为固态物理学母学科的凝聚态物理的研究范畴与前沿进展。
- 美国物理学会 (APS) - Physics Topics: Condensed Matter Physics:提供该领域的最新研究动态和重要资源链接。
- 经典教材: 如 Charles Kittel 所著的 Introduction to Solid State Physics,是国际公认的学科标准教材。
网络扩展解释
固态物理学是物理学的重要分支,主要研究固体材料的微观结构、物理性质及其相互作用规律。它从原子和电子层面揭示固体(尤其是晶体)的导电、磁性、光学等特性,为现代材料科学和技术应用提供理论基础。
核心研究内容
-
晶体结构
分析原子在晶体中的周期性排列方式,例如立方晶系、六方密堆积等,以及晶格缺陷对材料性能的影响。
-
能带理论
基于量子力学,描述电子在周期性势场中的能量分布。该理论解释了导体、半导体和绝缘体的区别,例如金属的导带与价带重叠,而半导体的带隙较小。
-
电子输运性质
研究电流、热传导等现象,如欧姆定律的微观机制、半导体中的载流子迁移率等。
-
相变与集体现象
包括超导电性(如BCS理论解释的库珀对)、铁磁性(自旋有序排列)等宏观量子效应。
应用领域
- 半导体技术:晶体管、集成电路和太阳能电池的研发均依赖于固态物理学理论。
- 超导材料:磁悬浮列车、核磁共振成像(MRI)等应用。
- 纳米科技与量子器件:碳纳米管、量子点等新型材料的开发。
理论基础
以量子力学和统计力学为核心工具,结合电磁学理论,解释固体中电子-声子相互作用、激子行为等复杂现象。
发展简史
20世纪初,量子力学的建立推动了该学科的成型。里程碑包括:
- 1928年布洛赫提出能带理论;
- 1947年贝尔实验室发明晶体管;
- 1986年高温超导体的发现。
固态物理学与现代信息技术、能源技术密切相关,其研究成果持续推动着电子设备小型化、高效能源转换等领域的突破。
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