量子简并温度简介
1楼 量子力学建立之后,另一条发展道路在于进入较大尺寸的物质体系。将量子力学应用于分子,建立了量子化学;将量子力学与统计物理学应用于固体,建立了固体物理学,随后发展为凝聚态物理学。涉及这些问题,需明确区分量子力学和经典物理学的各自适用范围。通常提法是量子力学适用于微观体系,而经典物理学适用于宏观体系,这显然不够精确,因为也存在宏观量子体系。对于特定粒子构成的系统,可采用量子简并温度(即粒子的德布罗意波长等于粒子的平均间距对应的温度)T0=h2/3mkBa2来区分。这里h是普朗克常数,m为粒子质量,kB为玻尔兹曼常数,a为平均间距(或密度)。如果温度大于T0,则可放心采取经典物理学方法处理,否则就得用量子力学。至于T0的高低则取决于m和a。对于固体和液体,a约为0.3纳米。由于电子系统的T0在105开量级,从而必须用量子力学。对于原子核或离子而言,T0在50/A开量级(A为原子质量数);对于轻元素(如氦与氢),在低温下要考虑量子力学效应。因而在通常情况下对于大量原子核(或离子)与电子的混合体系,可采用量子力学和经典物理学的理论方法分别处理电子与原子核两种子系统,凝聚态物理学和量子化学由于大量采用这种混合处理方案而取得成效。应指出,这类理论涉及相互作用粒子的多体问题。基于有效场单电子近似的固体能带理论显然很有成效;引入适度的相互作用发展起来的费米液体理论、巡游电子铁磁性理论和BCS超导理论也成绩斐然;但强关联电子体系(包括高温超导体)仍是一根硬骨头。 |
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2楼 当代也是经典物理学复兴的时代。在相变与临界现象领域,研究了具有长程涨落的经典统计体系,呈现了普适性和标度律,发展了重正化群理论。混沌、分形、孤子等概念,在交叉科学中获得广泛应用,成为理解复杂性的钥匙,也为解决湍流这个长期悬而未决的难题提供了有意义的线索。 |
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5楼 电子计算机突飞猛进的发展,对物理学产生了异乎寻常的影响。量子化学与凝聚态电子理论的从头(ab initio)计算方案变得切实可行,促进了计算材料科学这门新的交叉学科的发展。分子动理学、蒙特卡罗方法乃至元胞自动机,提供了鲜明生动的物理图像和信息。以至于有些科学家认为,计算和计算机模拟已成为可与实验和理论并立的科学研究的第三根支柱。 |
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11楼 没有什么,来相对论吧,就是高兴。 |
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12楼 不错……从你引用的材料也可以看出,前人探索的足迹广泛而深远 |
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