فیزیک حالت جامد ، چنان که از نام آن پیداست، فیزیک مواد جامد است. ولی امروزه غالبا اصطلاح فیزیک ماده چگال نیز بکار برده میشود، چرا که ایننامگذاری .........
فیزیک حالت جامد ، چنان که از نام آن پیداست، فیزیک مواد جامد است. ولی امروزه غالبا اصطلاح فیزیک ماده چگال نیز بکار برده میشود، چرا که ایننامگذاری ، مطالعه مایعات به ویژه فلزات مایع و نمکهای مذاب ، محلولها ، بلورهایمایع و حتی مواد گلیسرین را در بر میگیرد.
از دیدگاه امروزی ما ، فیزیک حالتجامد در واقع فیزیک جامدات بلورین است. بیشتر جامدات غیر آلی که در زندگی روزمره ،با آنها سروکار داریم، بلوری هستند و از استثناهای آشنا میتوان از شیشه که یک مایعابر سرد و دود ، که آمورف است، نام برد. ولی مواد آمورف مهمتر از دوده نیز وجوددارد
تاریخچه
در پی کشف اشعه ایکس، توسط فیزیکدان آلمانی و یلهلم کونراد رونتگن Rontgen در 10 نوامبر 1895 و بهدنبال آن ، کشف پراش پرتوهای x و انتشار یک سری محاسبات و پیش بینیهای ساده وموفقیت آمیز در مورد ویژگیهای بلورین ، بررسی فیزیک حالد جامد بعنوان گسترش ازفیزیک اتمی آغاز شد. به دلیل تاثیر متقابل و سودمند تجربه و نظریه بر یکدیگر ، یکتحریک عقلانی در فیزیک حالت جامد وجود دارد. و تعداد جوایز نوبل در دهه گذشته شاهدیبر این ادعاست. در سراسر دنیا تعداد فیزیکدانانی که بطور مفید در زمینه فیزیک حالتجامد به کار مشغولند، بیشتر از سایر رشتههاست.
حوزه عمل
حوزه عمل فیزیک حالت چنان است که سراسرزندگی ما را فرا گرفته است. انواع وسایل از قبیل کتابها ، صندلی ، مداد پاکنپلاستیکی ، مداد و … ، در محیط اطراف ما قرار دارند ، که همه این وسایل را انسانبرای آسایش و رفاه و یا زیبایی و استحکام بر گزیده است. هر کدام از این مواد جامددارای رنگ مشخص بافت ، استحکام ، سختی ، چکش خواری است و رسانندگی الکتریکی ،رسانندگی گرمایی ، پذیرفتاری مغناطیسی و نقطه ذوب قابل اندازه گیری دارند.
هرجسم دارای طیف های جذبی و نشری مشخصی در ناحیه مریی ، فروسرخ و فرابنفش از طیفالکترومغناطیسی است. اما در حالت کلی میتوان گفت که همه این ویژگیها تابع دو جنبهساختار مواد است. نوع اتمها یا مولکلهایی که ماده از آنها ساخته شده است، و چگونگیپیوند یا کپه شدن آنها برای تشکیل جسم جامد. این وظیفه دشوار فیزیک حالت جامد یاشیمی فیزیک است که بکوشد تا ساختار مواد را به ویژگیهای فیزیکی یا شیمیایی مشاهدهشده آنها ربط دهد.
چرا تعداد افراد متخصص در فیزیکحالت جامد کم است؟
روشن است که فیزیک حالت جامد موضوع بسیارگستردهای است و زمینههای جالب و مشخصی را در بر میگیرد که در هر یک از آنها ،بعنوان مثال مغناطیس ، میتوان به آسانی بحث را به مسایل تخصصی کشاند. پژوهشگرانفیزیک حالت جامد در دنیا از هر رشته دیگر فیزیک بیشترند.
گستردگی موضوع از یکطرف جالب بوده و از طرف دیگر تولید اشکال میکند. جالب بودن آن در این است که گسترهوسیعی از پدیدههای شاخص را برای مطالعه و پژوهش عرضه میکند و اشکال آن در گستردگیهر موضوع است که ، برای هر کس مشکل است که از همه آنها آگاهی پیدا کند. از این روتعداد افراد متخصص در فیزیک جامد اگر چنین متخصصانی باشند کم است.
انگیزه مطالعه فیزیک حالت جامد
ابتدا اینکه فیزیکحالت جامد بخش جدایی ناپذیری از فیزیک است و تا جایی که فیزیک را یک پیشه ارزشمندفرهنگی و علمی بدانیم، فیزیک حالت جامد نیز چنین است. اما انگیزه دیگری که در گسترشفیزیک حالت جامد نقش داشته ، آن است که این رشته بطور گستردهای با خواص ماده بهشکل کپهای طبیعیاش سر و کار دارد. به این معنی که بطور مثال یک پژوهشگر فیزیکجامد ، مس را دقیقاً به همان صورتی که در اتصالهای معمولی الکتریکی بکار میرود،بصورت فلز مس مطالعه میکند.
افزون بر این پدیده هایی مورد توجه فیزیک حالت جامداست که اغلب در فناوری از آن استفاده می گردد. تردیدی نیست که فناوری از گسترشپژوهش در فیزیک جامد بهره های فراوان برده است. شاید از بدیهی ترین زمینه هایپیشرفت بتوان از الکترونیک به ویژه کاربرد اجسام نیم رسانا در ساختن قطعات حساسالکتریکی مانند ترانزیستور ، دیود و … نام برد. بنابراین فناوری نوین بیشتر بر پایهکاربرد پدیدههای حالت جامد قرار دارد.