Ключовата разлика между физиката на твърдото тяло и физиката на кондензираната материя е, че физиката на твърдото тяло изучава свойствата на твърди структури като кристали, докато физиката на кондензираната материя изучава както твърди, така и течни системи.
Физиката на твърдото тяло включва изследване на твърда материя или твърди вещества с помощта на квантовата механика, кристалографията, електромагнетизма и металургията. Физиката на кондензираната материя е област от физиката, която има тенденция да се занимава с макроскопичните и микроскопичните физични свойства на материята.
Какво е физика на твърдото тяло?
Физиката на твърдото тяло включва изследване на твърда материя или твърди вещества с помощта на квантовата механика, кристалографията, електромагнетизма и металургията. Можем да го опишем като най-големия клон на физиката на кондензираната материя. Този клон на физиката има тенденция да изучава широкомащабните свойства на твърдите материали, които са резултат от свойства в атомен мащаб. Следователно физиката на твърдото тяло може да извлече теоретична основа от материалознанието. Освен това този клон на физиката има приложения и директно в технологията на транзисторите и полупроводниците.
Обикновено твърдите материали съдържат плътно опаковани атоми, които могат да взаимодействат интензивно. Тези взаимодействия могат да произведат механични, електрически, термични, оптични и магнитни свойства на твърдия материал. Тези атоми могат редовно да се пренареждат по време на химическа реакция, в зависимост от вида на твърдото вещество и условията на реакцията. Като обща теория физиката на твърдото тяло се фокусира върху кристалите. Това е така, защото периодичното подреждане на атомите в кристал има тенденция да улеснява математическото моделиране.
В кристала силите между атомите могат да се появят в различни форми. Между тези атоми може да има йонни връзки, ковалентни връзки или метални връзки. Освен това може дори да има взаимодействия на Ван дер Ваалс между атомите, ако вземем предвид атомите на благородния газ.
Освен това, свойствата на даден материал зависят от неговата кристална структура. Можем да изследваме тази структура с помощта на набор от кристалографски техники като рентгенова кристалография, неутронна дифракция и електронна дифракция.
Съвременните изследователски области на физиката на твърдото тяло включват високотемпературна свръхпроводимост, квазикристали, спиново стъкло, силно корелирани материали, наноматериали и др.
Какво е физика на кондензираната материя?
Физиката на кондензираната материя е област от физиката, която се занимава с макроскопичните и микроскопичните физични свойства на материята. Това включва главно твърдата и течната фаза. Свойствата на тези фази произтичат от електромагнитните сили между атомите. В допълнение, физиката на кондензираната материя се занимава с кондензираните фази на материята. Това са системи, състоящи се от силни взаимодействия между тях. Възможно е обаче да има някои екзотични кондензирани фази, които включват свръхпроводяща фаза, кондензат на Бозе-Айнщайн и т.н. Можем да извършваме експерименти за измерване на различни свойства на материала чрез прилагането на квантовата механика, електромагнетизма, статистическата механика и т.н.
Теоретичната физика на кондензираната материя включва използването на теоретични модели за разбиране на свойствата на състоянието на материята. Има някои модели, които са полезни в тази теория, като моделът на Друде, лентова структура, функционална теория на плътността и др.
Каква е разликата между физиката на твърдото тяло и физиката на кондензираната материя?
Физиката на твърдото тяло е клон на физиката на кондензираната материя. Ключовата разлика между физиката на твърдото тяло и физиката на кондензираната материя е, че физиката на твърдото тяло изучава свойствата на твърди структури като кристали, докато физиката на кондензираната материя изучава както твърди, така и течни системи.
Инфографиката по-долу представя разликите между физиката на твърдото тяло и физиката на кондензираната материя в таблична форма за сравнение едно до друго.
Резюме – физика на твърдото тяло срещу физика на кондензираната материя
Физиката на кондензираната материя и физиката на твърдото тяло са важни области на физическата химия. Ключовата разлика между физиката на твърдото тяло и физиката на кондензираната материя е, че физиката на твърдото тяло изучава свойствата на твърди структури като кристали, докато физиката на кондензираната материя изучава както твърди, така и течни системи.
