四大力学和固体物理分别是什么,怎么学好
四大力学指《理论力学》、《电动力学》、《量子力学》和《热力学、统计物理》。固体物理是研究固体的物理性质、微观结构、固体中各种粒子运动形态和规律及它们相互关系的学科。物理学的重要分支,涉及力学、热学、声学、电学、磁学和光学等各方面的内容。
多看书,多做题就能学好。
学习固体物理学之前,要学哪些内容,譬如量子力学之类的?
应该这样说,你先学习固体物理,然后通过学习的过程中有那些不明白的,然后再查相关资料,这样才能进行下去,如果你想把所有涉及到的相关知识的课本都学会,那恭喜你,等你学完的时候你就成为导师了,固体物理也就不用学了。
基本上会涉及到量子力学,半导体和一定的高等数学基础,可能还有热统,有段时间没看了,记不全了,有什么其它问题可以讨论一下,我就是学物理的,可以在百度上聊也可以找我要qq,如果有兴趣的话。
我想考研的专业是电子物理学,现在大三,现在有几门专业选修课:固体物理,半导体物理,材料物理,光纤光
看你还有几门课要修了。物理电子学是电子学、近代物理学、光电子学、量子电子学、超导电子学及相关技术的交叉学科,主要在电子工程和信息科学技术领域内进行基础和应用研究。本人半导体物理,数字信号处理,及固体物理这几门课都是不错的。而光纤光学更注重的是研究型的。
量子物理科学都能解决什么问题?
非常感谢小伙伴贡献的这个问题,我想这个问题非常有价值,因为一定有很多小伙伴想知道它的答案。
一、量子力学的研究对象在很多小伙伴们常见的思维中都是以为,量子力学研究的都是极其微小的粒子的行为,跟我们的日常生活扯不上什么关系。其实这是对量子力学的一个严重误解。
当我们研究一个大块物体的力学性质或是热性质的时候,我们会发现经典理论或者说是比较老的理论几乎立刻就失效了。
我举个例子,我们可以把不同的金属做成灯丝,通电后令其发光,然后利用光谱分析的办法观察其发出的光的频率。我们会发现很奇怪的现象,不同材料的灯丝都有其独特的特征谱线。
这在经典力学中是不可思议的,因为能量是连续的,灯丝发光只能与灯丝的温度有关,而跟材料的性质无关,应该是连续谱线才对。但事实上谱线不是连续的。
这个特点在我们如今设计的LED灯的时候特别突出。我不知道小伙伴们的观察能力怎么样,如果您用过早期的LED灯,会发现它发出来的白光偏冷,总感觉让人不舒服,而最近生产的LED灯已经能模拟阳光甚至是其他光源的光了。
我比较喜欢那种暖黄色的LED灯,这种灯的光线很柔和,让人感觉心里也暖暖的。这种技术上的进步,就来自量子力学的研究成果。
二、量子力学在生物化学领域的应用最近新冠病毒肆虐华夏大地,我不是学医的,所以一篇科普文章都没写。但是作为这场灾难的亲历者之一,跟大家一样关注着疫情的进展。
关于疫情的报道可谓是铺天盖地,但是出镜率最高的就是那张病毒的照片吧。不知道大家有没有想过,这张纳米尺度的照片是怎么来的呢?
没错,就是电子显微镜。电子显微镜就是利用电子的波动性,由于其波长很短,所以能拍摄出更小尺度的物体。这时候的电子的行为就像是可见光的光波。
其它的医疗领域常见手段,比如核磁共振,除了利用原子核的自旋量子效益,还同时利用了超导现象,超导体也是量子力学的研究范围。
三、量子力学是研究新材料的基础科学我这里提一个名词——凝聚态物理。可能对于很多非物理专业的小伙伴们来说,这个词很陌生。但实际上,这个领域已经发展了近百年,它之前叫做固体物理。
凝聚态物理学的理论基础是量子力学,基本上已经完备而成熟。但由于这里涉及大量(趋于10^23)微观粒子的体系,而且研究对象进一步复杂化,新结构、新现象和新机制依然层出不穷,需要从实验、理论和计算上的探索,仍构成对人类智力的强有力的挑战。
凝聚态物理学和高新技术的发展关系密切。信息、材料和能源技术在21世纪所面临的挑战将给凝聚态物理学的进一步发展提供机遇。凝聚态物理学还在学科交叉中大有可为。随着凝聚态物理学日益深入到复杂结构的物质。它和化学之间的交叉渗透也愈来愈明显,甚至学科间的分界线已趋于模糊。它和生物学之间的交叉渗透也日新月异,既有实验技术上的相互支持,又有机制理论上的共同探索。
四、量子力学与广义相对论宇宙学联姻很难想象,一个研究即使是最高分辨率的光学显微镜也无法看到的微观粒子行为的学科,是怎么能够跟浩瀚的宇宙扯上关系的。
虽然科学家们努力了70年,至今也没有统一量子力学和广义相对论,完成爱因斯坦关于大统一理论的梦想,但是这两门科学真的是在宇宙学领域中联手做出了贡献。
科学的神奇就在这里,我们如今能确定宇宙中其他星球上组成的元素跟我们太阳系一样,正是源自我们对原子、原子核特性的研究。
同时在恒星的演化、中子星、黑洞灯天体的研究上,量子力学的作用也非常大。没有量子力学,我们就不可能知道恒星的演化过程。也不会明白黑洞的一些基本特性。
如果没有量子力学,我们也无法推演出宇宙大爆炸初始时刻之后都发生过什么,无法对大爆炸的过程进行详细的描述。不能解释宇宙中各种元素的丰度比例是怎么来的。
结束语从我们前面的介绍,小伙伴们可以知道,虽然量子力学研究的是微小尺度的粒子的行为,但是它的研究成果,不但与我们的日常生活息息相关,更与我们对自然界,对宇宙的了解紧密联系。量子力学不是一门虚无缥缈的思辨领域,而是一门经得住实践检验的科学理论。
我是郭哥聊科学,普及科学知识,传播科学思维,持续为大家提供高质量的科普文章。
量子物理科学可是能解决很多问题,我就来说说典型的应用有哪些吧。
1.原子弹的应用
造核裂变原子弹的原理是铀核裂变成两半,释放能量,并释放一个中子,去击穿其他铀核继续裂变和产生中子,产生链式反应。最终得到可以毁灭城市的能量。
科学家们不能知道哪个中子将裂变铀核,但可以用难以置信的精度计算一颗原子弹中几十亿个铀原子裂变的概率。
造核聚变原子弹同理也需要量子物理科学的参与。
2.粒子透视射线
四大作用力中的弱核作用力是放射性衰变的主要原因。这个弱力不足以将原子核聚在一起而引起核子破裂或者说衰变。
医院的核医学就是靠放射性射线,呈现我们身体内部和大脑的清晰图像,同时在工程探伤和安检方面也有应用。如今在量子领域的进步,会发现和收集更多独特的粒子,能透视连X射线也无法穿透的致密材料。
3.量子计算机
如今计算机CPU的制造工艺是越来越先进,但迟早会遇到瓶颈。电路并不能无限的缩小,由于海森堡测不准原理,一个电子可能跑到绝缘体和半导体之外,而不是停留在电路之内,这意味着会短路。
同时由于卡西米尔效应,当制造CPU的硅片上的元件小到一定尺度,他们就会沾到一起。
而想要运算速度更快的计算机,就只能考虑量子计算机了。目前谷歌宣称已经造出有54个超导量子位元的量子计算机,计算速度超过超级计算机。
目前我就想到这些,也许有其他应用我还不知道。
可以这么说,因为量子物理科学领域是基础物理学领域,它的发展能对其他应用有很大的促进作用。可以说是颠覆性的技术,甚至能改变社会的生活状态。国家实力的体现往往就看这些基础领域的发展程度。