Η βασική διαφορά μεταξύ της φυσικής στερεάς κατάστασης και της φυσικής συμπυκνωμένης ύλης είναι ότι η φυσική στερεάς κατάστασης μελετά τις ιδιότητες στερεών δομών όπως οι κρύσταλλοι, ενώ η φυσική της συμπυκνωμένης ύλης μελετά τόσο στερεά όσο και υγρά συστήματα.
Η φυσική στερεάς κατάστασης περιλαμβάνει τη μελέτη άκαμπτης ύλης ή στερεών με τη χρήση της κβαντικής μηχανικής, της κρυσταλλογραφίας, του ηλεκτρομαγνητισμού και της μεταλλουργίας. Η φυσική της συμπυκνωμένης ύλης είναι ένα πεδίο της φυσικής που τείνει να ασχολείται με τις μακροσκοπικές και μικροσκοπικές φυσικές ιδιότητες της ύλης.
Τι είναι η Φυσική Στερεάς Κατάστασης;
Η φυσική στερεάς κατάστασης περιλαμβάνει τη μελέτη άκαμπτης ύλης ή στερεών με τη χρήση της κβαντικής μηχανικής, της κρυσταλλογραφίας, του ηλεκτρομαγνητισμού και της μεταλλουργίας. Μπορούμε να το περιγράψουμε ως τον μεγαλύτερο κλάδο της φυσικής της συμπυκνωμένης ύλης. Αυτός ο κλάδος της φυσικής τείνει να μελετά τις ιδιότητες μεγάλης κλίμακας στερεών υλικών που προκύπτουν από ιδιότητες ατομικής κλίμακας. Επομένως, η φυσική στερεάς κατάστασης μπορεί να αντλήσει μια θεωρητική βάση από την επιστήμη των υλικών. Επιπλέον, αυτός ο κλάδος της φυσικής έχει επίσης εφαρμογές απευθείας στην τεχνολογία των τρανζίστορ και των ημιαγωγών.
Συνήθως, τα στερεά υλικά περιέχουν πυκνά συσκευασμένα άτομα που μπορούν να αλληλεπιδράσουν έντονα. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις μπορούν να παράγουν μηχανικές, ηλεκτρικές, θερμικές, οπτικές και μαγνητικές ιδιότητες του στερεού υλικού. Αυτά τα άτομα μπορούν να αναδιατάσσονται τακτικά κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης, ανάλογα με τον τύπο του στερεού και τις συνθήκες αντίδρασης. Ως γενική θεωρία, η φυσική στερεάς κατάστασης εστιάζει στους κρυστάλλους. Αυτό συμβαίνει επειδή η περιοδική διάταξη των ατόμων σε έναν κρύσταλλο τείνει να διευκολύνει τη μαθηματική μοντελοποίηση.
Σε έναν κρύσταλλο, οι δυνάμεις μεταξύ των ατόμων μπορούν να εμφανιστούν σε διαφορετικές μορφές. Μεταξύ αυτών των ατόμων μπορεί να υπάρχουν ιοντικοί δεσμοί, ομοιοπολικοί δεσμοί ή μεταλλικοί δεσμοί. Επιπλέον, μπορεί να υπάρχουν ακόμη και αλληλεπιδράσεις Van der Waals μεταξύ των ατόμων αν λάβουμε υπόψη τα άτομα ευγενούς αερίου.
Επιπλέον, οι ιδιότητες ενός συγκεκριμένου υλικού εξαρτώνται από την κρυσταλλική του δομή. Μπορούμε να διερευνήσουμε αυτή τη δομή χρησιμοποιώντας μια σειρά κρυσταλλογραφικών τεχνικών όπως η κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ, η περίθλαση νετρονίων και η περίθλαση ηλεκτρονίων.
Σύγχρονες ερευνητικές περιοχές της φυσικής στερεάς κατάστασης περιλαμβάνουν υπεραγωγιμότητα υψηλής θερμοκρασίας, οιονεί κρυστάλλους, γυαλί περιστροφής, ισχυρά συσχετισμένα υλικά, νανοϋλικά κ.λπ.
Τι είναι η Φυσική Συμπυκνωμένης Ύλης;
Η φυσική της συμπυκνωμένης ύλης είναι ένα πεδίο της φυσικής που ασχολείται με τις μακροσκοπικές και μικροσκοπικές φυσικές ιδιότητες της ύλης. Αυτό περιλαμβάνει κυρίως τη στερεά και την υγρή φάση. Οι ιδιότητες αυτών των φάσεων προκύπτουν από ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις μεταξύ των ατόμων. Επιπλέον, η φυσική της συμπυκνωμένης ύλης ασχολείται με τις συμπυκνωμένες φάσεις της ύλης. Αυτά είναι τα συστήματα που αποτελούνται από ισχυρές αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους. Ωστόσο, μπορεί να υπάρχουν κάποιες εξωτικές συμπυκνωμένες φάσεις που περιλαμβάνουν την υπεραγώγιμη φάση, το συμπύκνωμα Bose-Einstein κ.λπ. Μπορούμε να πραγματοποιήσουμε πειράματα για τη μέτρηση διαφόρων ιδιοτήτων υλικών μέσω της εφαρμογής της κβαντικής μηχανικής, του ηλεκτρομαγνητισμού, της στατιστικής μηχανικής κ.λπ.
Η θεωρητική φυσική της συμπυκνωμένης ύλης περιλαμβάνει τη χρήση θεωρητικών μοντέλων για την κατανόηση των ιδιοτήτων της κατάστασης της ύλης. Υπάρχουν ορισμένα μοντέλα που είναι χρήσιμα σε αυτή τη θεωρία, όπως το μοντέλο Drude, η δομή ζώνης, η συναρτησιακή θεωρία πυκνότητας κ.λπ.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της φυσικής στερεάς κατάστασης και της φυσικής συμπυκνωμένης ύλης;
Η φυσική στερεάς κατάστασης είναι ένας κλάδος της φυσικής της συμπυκνωμένης ύλης. Η βασική διαφορά μεταξύ της φυσικής στερεάς κατάστασης και της φυσικής συμπυκνωμένης ύλης είναι ότι η φυσική στερεάς κατάστασης μελετά τις ιδιότητες στερεών δομών όπως οι κρύσταλλοι, ενώ η φυσική της συμπυκνωμένης ύλης μελετά τόσο στερεά όσο και υγρά συστήματα.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει τις διαφορές μεταξύ της φυσικής στερεάς κατάστασης και της φυσικής συμπυκνωμένης ύλης σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Φυσική στερεάς κατάστασης έναντι φυσικής συμπυκνωμένης ύλης
Η φυσική της συμπυκνωμένης ύλης και η φυσική στερεάς κατάστασης είναι σημαντικά πεδία της φυσικής χημείας. Η βασική διαφορά μεταξύ της φυσικής στερεάς κατάστασης και της φυσικής συμπυκνωμένης ύλης είναι ότι η φυσική στερεάς κατάστασης μελετά τις ιδιότητες στερεών δομών όπως οι κρύσταλλοι, ενώ η φυσική της συμπυκνωμένης ύλης μελετά τόσο στερεά όσο και υγρά συστήματα.
