量子力学PK固体物理哪个相对好学些?

bdqnwqk4个月前基础13

固体物理好学一些,可以说,固体物理就是量子力学中的WKB准经典近似和微扰法的应用,其间推广了一些统计物理的结论和方法,因此要简单一些,但是可能涉及晶体结构等方面的一些具体内容,可能会有一些难题,但是这主要是初中和高中那种难题(是技巧性难题),和量子力学的难题不是一个概念,虽然做起来感觉可能更难。

注意,学固体物理前先复习一下统计物理。

量子力学则比较难一些,不管初等量子力学还是高等量子力学,都有很宽的范围和很多具体问题,特别是涉及到必须运用数学物理方法和特殊函数求解的情况,当然,如果只是背公式背结论则另当别论,不过那样学着也没什么意思吧。

量子力学如果对易子,升降算符,狄拉克符号这几个部分用的好的话,会轻松一些,但是仍然是不简单的课程,不过据我所知,除个别学校外,往往量子力学考试考的不深,因为如果考深了考试时间往往不够。

两者要学好都要学习群论,群论如果有本好书的话完全可以自学,个人认为徐婉棠喀兴林的群论及其在固体物理中的应用是不错的书,可以一读。

凝聚态物理学的理论基础

固体物理学的一个重要的理论基石为能带理论,它是建立在单电子近似的基础上的。而凝聚态物理学的概念体系则渊源于相变与临界现象的理论,植根于相互作用多粒子理论,因而具有更加宽阔的视野:既关注处于相变点一侧的有序相,也不忽视处于另一侧的无序相,乃至于两者之间临界区域中体现标度律与普适性的物理行为。
L.朗道于1937年针对二级相变提出了对称破缺的重要概念,后来成为凝聚态物理学概念体系的主轴。在某一特定的物态之中,某一对称元素的存在与否是不能模棱两可的。当原始相中某一对称元素在变温或变压过程中突然丧失,就意味着发生了相变,出现了有序相。引入序参量用来定性和定量地描述有序相和原始相的偏离。一直降到零温(0K),有序相达到基态,而非零温的有序相处于激发态。而激发态有恢复破缺了的对称性的倾向。低能激发态是非定域的,以波或准粒子的形式出现,被称为元激发的集合。非线性定域化的激发态则称“谶纬”拓扑缺陷。元激发与拓扑缺陷均会对不同的物理性质产生影响。
物质处在足够高的温度将呈现气态,它是均匀且各向同性的,就统计意义而言,保持了完整的平移和旋转对称性,与统辖它的物理定律的对称性相同。降温会使气体凝结成液体,虽则整体的对称性仍然保持不变,但出现了短程序。再降温又使液体凝固成为晶体,平移和旋转的对称性都发生破缺,剩下的对称性属230个空间群中的一个。固体丰富多彩的物性是和对称破缺密切相关,而具有诱人兴趣物性的液体也多半是液晶或复杂液体,也和某种对称破缺有关。晶态中的元激发为晶格振动或声子,是理解固体的热学性质的关键,晶态中的拓扑缺陷为位错,是理解固体的塑性与强度的关键。

固体物理学的非晶态固体

非晶态固体的物理性质同晶体有很大差别,这同它们的原子结构、电子态以及各种微观过程有密切联系。从结构上来分,非晶态固体有两类(见无序体系)。一类是成分无序,在具有周期性的点阵位置上随机分布着不同的原子(如二元无序合金)或者不同的磁矩(如无序磁性晶体)。在这类体系中物理量不再有平移对称性。另一类是结构无序,表征长程序的周期性完全破坏,点阵失去意义。但近邻原子有一定的配位关系,类似于晶体的情形,因而仍然有确定的短程序。例如,金属玻璃是无规密积结构,而非晶硅是四面体键组成的无规网络。实际情形或许更加复杂,可能存在一些微晶结构的原子簇。例如,非晶硅中存在非晶基元。20年代发现并在70年代得到发展的扩展X 射线吸收精细结构谱(EXAFS)技术成为研究非晶态固体原子结构的重要手段。   无序体系的电子态具有其独特的性质,P.安德森(1958)在他的富有开创性的工作中,探讨了无序体系中电子态局域化的条件,10年之后,N.莫脱在此基础上建立了非晶态半导体的能带模型,提出迁移率边的概念。以非晶硅或锗为例,它的禁带宽度依赖于原子间的互作用,能带宽度依赖于原子的价键之间的耦合。在无序体系中,电子态有局域态和扩展态之分。在局域态中的电子只有在声子的合作下才能参加导电。这使得非晶态半导体的输运性质具有新颖的特点。1974年人们掌握了在非晶硅中掺杂的技术,现今非晶硅正成为制备廉价的高效率太阳能电池的重要材料。   非晶态合金具有特殊的物理性质。例如,它们的电阻率较大而其温度系数小。有的材料有很大的拉伸强度,有的具有优异的抗腐蚀性,可与不锈钢相比。非晶态磁性合金具有随机变化的交换作用,可导致居里温度的改变(大多数材料居里温度变低),同时在无序体系中,缺陷失去原有的意义。因而非晶态磁性固体可以在较低的外磁场下达到饱和,磁损耗减小。所以,非晶态合金具有多方面用途。   关于多孔物质的物理性质现今来已开始受到人们的注意。
非晶态固体内部结构的无序性使其具有特殊的物理性质,无序体系是一个复杂的新领域,非晶态固体实际上是一个亚稳态。现今对许多基本问题还存在着争论,有待进一步的探索和研究(见非晶态材料)。