热学--液态与固态.ppt

自然界中还存在另外两种物态：等离子态与超密态。 超密态物质（白矮星、中子星、黑洞）: 人们发现宇宙中的某些星体其密度的数量级可比较接近或者接近于质子或中子的密度。 质子或中子的线度为10-15 m数量级，其质量为1．67×10-27 kg，故其密度为的数量级为 在以前曾经介绍过绝对零度的电子气体,它产生的压强称为简并压强，简并压强达到105大气压。 在超密态物质中，由于数密度非常大，简并压强也非常大。 在超密态中如此大的简并压强使超密态物质具有与一般物质完全不同的性质，因而人们把它们称为物质的第五态——超密态。 自然界中的超密态仅存在于宇宙的星体中，它们就是恒星的老年期星体:白矮星、中子星(也称为脉冲星)、黑洞和褐矮星等，它们统称为致密星。 致密星是恒星在核能耗尽后，经引力坍缩而形成的星体。它们均靠引力收缩减少引力势能来提供向外辐射的能量。 * 体胀系数的定义 对各向同性的固体 * 六、晶体的力学性质 （一）、固体中的应力与应变 1、拉伸、切变与横向收缩 h A A’ D D’ S o α * 2、线应力与线应变曲线 o σ ε P A Q B R S C D P点比例极限 Q点弹性极限 R 点强度极限 3、理想的应力—应变曲线 * （二）、晶体弹性的微观解释 （三）、热应变、应力集中、疲劳 * 七、晶体中的缺陷、扩散及气体吸收 1、晶体的缺陷 面缺陷：晶界 线缺陷（位错） 范性形变与位错 点缺陷：空位与填隙原子 * 2、晶体中的扩散 3、晶体对气体的吸收、储氢材料 等离子态也就是等离子体（plasma）, 它是由有足够数量的自由带电粒子所组成(也可包含一些中性粒子)的在宏观上呈现电中性的物质系统。 每1cm3的体积中有1012 kg，即10亿吨的质量。通俗地说，其极高的密度是由极高的相互作用力“压缩”而成的。 * 复习、提问 * 第六章 液态与固态 构成物质的分子的聚合状态称为物质的聚集态，简称物态。 凝聚态：液态、固态 （外加：等离子态与超密态） * * §6.1 固体 一、引言 固体物质的主要特征是它保持自己一定的体积（与气态不同）和一定形状（与液态不同）的能力。 固体材料的应用： 原子能技术 宇航技术 无线电技术 日常生活和工农业生产 * * * * 图1–16 东方红一号卫星 东方红一号(1970.4.24) * 国际空间站 * * * * 超导体(线) * 核磁共振 * 钻石的原子 隧道电子显微镜:铁原子在铜表面 * 对固体材料的内部结构，以及对其中的电子、原子的各种运动规律的研究已经发展成一门独立的综合性的学科-------固体物理学。 固体物理学 凝聚态物理学 手段： X射线衍射 中子衍射 扫描电子显微镜(SEM) 透射电子显微镜(TEM) 原子力显微镜 电磁性质的测定等 新材料 * 二、晶体与非晶体 * （一）、晶体的宏观性质 1、晶体具有规则的几何外形 晶面角守恒定律：晶体规则外形体现在属于同一晶种的两个对应晶面间或两晶棱间夹角均恒定不变。 晶面的交线称为晶棱，晶棱汇集点称为顶点。 2、晶体具有各向异性特征 3、晶体有固定的熔点和溶解热 方解石晶体 * （二）、单晶体和多晶体 单晶体：在整块晶体中沿各个方向晶体结构周期性 地、完整地重复。 多晶体：微晶粒之间结晶排列方向杂乱无章。 单晶体或多晶体：只要由同种材料制成，它在给定 压强下的熔点、溶解热是确定。这是鉴别 晶体、非晶体的最简单的方法。 * 三、晶体的微观结构和对称性 （一）晶体的微观结构 1912年 德国 物理学家 Laue(1879--1960) x射线 证实晶体内部粒子 呈规则排列， 1914年获得诺贝尔物理奖 结点：表示晶体粒子质心所在位置的这些点称为结点。 结点的总体称为空间点阵。 平移周期 原胞：取一结点为顶点，其边长等于平移周期的平行六面体作为基本单元这样的基本单元称为原胞 原胞各边的尺寸称为点阵常数。 * * 最简单的四种： 面心立方点阵（fcc）; 体心立方点阵（bcc）； 六方密堆积点阵（hcc）； 简立方点阵。 14种空间点阵 * （二）、晶体的对称性及对称操作 对称性是物质的状态和运动规律在对称性操纵下的性质。 若将几何图形经过适当变换（如：旋转、平移、镜面反射、反演或这些对称操作的组合），其图形完全复原，则该图形即具有相应的对称性。 （三）、长程有序与短程有序 * 四、晶体的结合键 晶体结合力也称为化学键，在键形成时所放出的能量称为