Физика твердого тела – это наука о строении и свойствах твердых тел и происходящих в них явлениях.
Основная цель обучения - изучение состава твердых тел, их атомно-электронной структуры, установление зависимости между составов, структурой и различными физическими свойствами, в первую очередь, кристаллических материалов.
Задачи и цели курса
Твердое тело – это одно из четырех агрегатных состояний вещества, характеризующиеся стабильностью формы и характером теплового движения атомов, которые совершают малые колебания.
Предметом физики твердого тела является изучение состава твердых тел, их атомно-электронной структуры, установление зависимости между составом, структурой и различными физическими свойствами, в первую очередь, кристаллических материалов.
Объектами исследования физики твердого тела, являются твердые тела. Вещества могут быть в 4 агрегатных состояниях, все они вам известны:
Газообразное состояние; Жидкое состояние; Плазма; Твердое состояние.
В твердых телах молекулы расположены упорядоченно (кристаллическая решетка), их движение колебательное, между частицами преобладают силы притяжения. Отсюда твердые тела могут сохранять объем и форму.
Твердые тела являются основными материалами, применяемыми в технике. Без знаний физики твердого тела, невозможно понять принцип действия приборов твердотельной электроники, тем более, не может быть и речи о создании новых приборов и устройств.
Любой специалист должен понимать, как меняются качества и свойства рассматриваемого материала, то есть, как будет себя вести материал, если к нему применить нагрузки, нагреть до высокой температуры или наоборот заморозить, пропустить через него звуковую волну, электричество. Как на него влияет радиация.
Физика твердого тела постоянно развивается и благодаря этому, стали возможны многие достижения в областях квантовой электроники, полупроводниковой техники, в создании материалов с заданными свойствами.
Так как твердым телом в основном является кристаллическое тело, то все исследования направлены именно на металлы и сплавы, проводники и полупроводники.
Изучение решает ряд вопросов образования роста кристаллов и их разрушения под влиянием различных факторов (плавление, сублимации, растворения).
Одной из наиболее важных задач, стоящих перед учеными физиками, а так же специалистами на предприятиях – создание сверхматериалов с заданными свойствами, точного предсказания их поведения в экстремальных условиях, установления ресурса работы материалов и т.д. Решение подобных задач, невозможно, без глубокого освоения и дальнейшего развития физики твердого тела.
Что мы будем изучать?
1.Структуру твердых тел (атомы и их строение, молекулы и их строение, различные связи)
2.Характеристику жидкого состояния вещества
3.Строение кристаллов. В мире существуют ещё и дефекты в кристаллах, естественно их мы будем изучать! Полученные данные можно использовать и в свою пользу!
4.Изучим физические свойства твердых тел! Что же происходит при нагревании?
5. Изучим электрические явления в твердых телах! Конечно же закон Ома!!! Узнаете что такое полупроводники, проводники и диэлектрики и их свойства.
6. А есть еще и магнитные свойства!
7. Механические характеристики твердых тел
8. Ультразвук!
И еще много всего интересного!!!
Особенности изменения агрегатных состояний вещества
Все твердые тела состоят из атомов или молекул. Твердые тела по своему строению делятся на кристаллические и аморфные. По электрическим свойствам твердые тела можно разделить на три основные группы: проводники или чаще всего мы их называем металлы, полупроводники и диэлектрики или непроводники. По магнитным свойствам твердые вещества разделяются на диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики, ферримагнетики, антиферромагнетики.
Структуры твердых тел описывается Молекулярно-кинетической теорией (МКТ)
Три основных положения МКТ
1.Все вещества – образованы из мельчайших частиц
2.Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении
3.Частицы взаимодействуют друг с другом силами, имеющими электрическую природу. Силы гравитации на частицы не действуют.
Атом – наименьшая частица химического элемента, которая является носителем его химических свойств.
Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, движущихся по законам квантовой механики. Размеры атома - 10-10 м
В соответствии с планетарной моделью атома Бора, его электроны вращаются по орбитам, расположенным на различных расстояниях от ядра, и обладают тем большей энергией связи, чем ближе они от него находятся.
Электрон – субатомная частица, заряд отрицателен и равен по модулю одному элементарному электрическому заряду.
На близких к ядрам орбитах электроны не могут оторваться от них, поскольку для этого им требуется громадная энергия. Поэтому самыми зависимыми от сторонних воздействий являются электроны, расположенные на внешних орбитах.
Эти электроны чаще всего называют валентными.
Нейтрон – тяжелая элементарная частица, не имеющая электрического заряда. Главный компонент ядра. Общее название для протонов и нейтронов – нуклоны.
В заключении, в комментариях дайте пожалуйста интересные ответы на вопрос: Как вы можете доказать, что все тела состоят из атомов и моллекул?
