Põhiline erinevus tahkisfüüsika ja kondenseerunud aine füüsika vahel on see, et tahke oleku füüsika uurib tahkete struktuuride, näiteks kristallide omadusi, samas kui kondenseeritud aine füüsika uurib nii tahkeid kui ka vedelaid süsteeme.
Tahke keha füüsika hõlmab jäiga aine või tahkete ainete uurimist kvantmehaanika, kristallograafia, elektromagnetismi ja metallurgia abil. Kondenseeritud aine füüsika on füüsika valdkond, mis kipub tegelema aine makroskoopiliste ja mikroskoopiliste füüsikaliste omadustega.
Mis on tahkisfüüsika?
Tahke keha füüsika hõlmab jäiga aine või tahkete ainete uurimist kvantmehaanika, kristallograafia, elektromagnetismi ja metallurgia abil. Võime seda kirjeldada kui kondenseeritud aine füüsika suurimat haru. See füüsika haru kipub uurima tahkete materjalide suuremahulisi omadusi, mis tulenevad aatomimastaabi omadustest. Seetõttu võib tahkisfüüsika saada teoreetilise aluse materjaliteadusest. Pealegi on sellel füüsikaharul rakendusi otse transistoride ja pooljuhtide tehnoloogias.
Tavaliselt sisaldavad tahked materjalid tihed alt pakitud aatomeid, mis võivad intensiivselt suhelda. Need vastasmõjud võivad tekitada tahke materjali mehaanilisi, elektrilisi, termilisi, optilisi ja magnetilisi omadusi. Need aatomid võivad keemilise reaktsiooni käigus korrapäraselt ümber paigutada, olenev alt tahke aine tüübist ja reaktsioonitingimustest. Üldteooriana keskendub tahkisfüüsika kristallidele. Seda seetõttu, et aatomite perioodiline paigutus kristallis kipub hõlbustama matemaatilist modelleerimist.
Kristallis võivad aatomitevahelised jõud esineda erineval kujul. Nende aatomite vahel võivad olla ioonsed sidemed, kovalentsed sidemed või metallilised sidemed. Veelgi enam, aatomite vahel võib esineda isegi Van der Waalsi interaktsioone, kui arvestada väärisgaasi aatomeid.
Lisaks sõltuvad konkreetse materjali omadused selle kristallstruktuurist. Seda struktuuri saame uurida mitmesuguste kristallograafiliste meetodite abil, nagu röntgenkristallograafia, neutronite difraktsioon ja elektronide difraktsioon.
Kaasaegsed tahkisfüüsika uurimisvaldkonnad hõlmavad kõrgtemperatuurilist ülijuhtivust, kvaasikristalle, pöörlevat klaasi, tugevas korrelatsioonis olevaid materjale, nanomaterjale jne.
Mis on kondenseeritud aine füüsika?
Kondenseeritud aine füüsika on füüsika valdkond, mis tegeleb aine makroskoopiliste ja mikroskoopiliste füüsikaliste omadustega. See hõlmab peamiselt tahket ja vedelat faasi. Nende faaside omadused tulenevad aatomitevahelistest elektromagnetjõududest. Lisaks tegeleb kondenseerunud aine füüsika aine kondenseerunud faasidega. Need on süsteemid, mis koosnevad nendevahelisest tugevast koostoimest. Siiski võib esineda mõningaid eksootilisi kondenseerunud faase, mis hõlmavad ülijuhtivat faasi, Bose-Einsteini kondensaati jne. Saame teha katseid erinevate materjalide omaduste mõõtmiseks kvantmehaanika, elektromagnetismi, statistilise mehaanika jne abil.
Teoreetiline kondenseerunud aine füüsika hõlmab teoreetiliste mudelite kasutamist aine oleku omaduste mõistmiseks. Selles teoorias on abiks mõned mudelid, näiteks Drude'i mudel, ribastruktuur, tihedusfunktsionaalse teooria jne.
Mis vahe on tahkisfüüsikal ja kondenseeritud aine füüsikal?
Tahkefüüsika on kondenseerunud aine füüsika haru. Peamine erinevus tahkise füüsika ja kondenseeritud aine füüsika vahel on see, et tahke oleku füüsika uurib tahkete struktuuride, näiteks kristallide omadusi, samas kui kondenseeritud aine füüsika uurib nii tahkeid kui ka vedelaid süsteeme.
Allpool olev infograafik esitab kõrvuti võrdlemiseks tabelina erinevusi tahkisfüüsika ja kondenseerunud aine füüsika vahel.
Kokkuvõte – tahkisfüüsika vs kondenseeritud aine füüsika
Kondenseeritud aine füüsika ja tahkisfüüsika on olulised füüsikalise keemia valdkonnad. Peamine erinevus tahkise füüsika ja kondenseeritud aine füüsika vahel on see, et tahke oleku füüsika uurib tahkete struktuuride, näiteks kristallide omadusi, samas kui kondenseeritud aine füüsika uurib nii tahkeid kui ka vedelaid süsteeme.
