Skip to main content
Global

9.1: مقدمة لفيزياء المادة المكثفة

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    196475

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    في هذا الفصل، ندرس تطبيقات ميكانيكا الكم على الأنظمة الأكثر تعقيدًا، مثل الجزيئات والمعادن وأشباه الموصلات والموصلات الفائقة. نقوم بمراجعة وتطوير مفاهيم الفصول السابقة، بما في ذلك وظائف الموجة والمدارات والحالات الكمومية. نقدم أيضًا العديد من المفاهيم الجديدة، بما في ذلك الترابط التساهمي ومستويات الطاقة الدورانية وطاقة فيرمي ونطاقات الطاقة والمنشطات وأزواج كوبر.

    تظهر الصورة بلورة كوارتز. تُظهر صورة أخرى الضوء المنعكس عن الألواح المستطيلة الملساء.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): يسمح الهيكل البلوري للكوارتز بالالتصاق بمستويات ناعمة تكسر الضوء، مما يجعله مناسبًا للمجوهرات. السيليكون، العنصر الرئيسي في الكوارتز، يشكل أيضًا بلورات في شكلها النقي، وتشكل هذه البلورات أساسًا لصناعة إلكترونيات أشباه الموصلات في جميع أنحاء العالم. (اليسار: تعديل العمل من قبل هيئة المسح الجيولوجي بالولايات المتحدة).

    الموضوع الرئيسي في هذا الفصل هو التركيب البلوري للمواد الصلبة. لقرون، تم تقدير المواد الصلبة البلورية لجمالها، بما في ذلك الأحجار الكريمة مثل الماس والزمرد، وكذلك البلورات الجيولوجية من الكوارتز والخامات المعدنية. لكن الهياكل البلورية لأشباه الموصلات مثل السيليكون جعلت صناعة الإلكترونيات اليوم ممكنة أيضًا. في هذا الفصل، ندرس كيف تمنحها هياكل المواد الصلبة خصائص من القوة والشفافية إلى الموصلية الكهربائية.