1911年荷兰物理学家昂内斯(H. Onnes)在研究水银在低温下的电阻时,发现当温 度降低至4.2K以下后,水银的电阻突然消失呈现零电阻状态。昂内斯便把这种低温下 物质具有零电阻的性能称为超导电性。1933年迈斯纳(W. Meissner和奥克森菲尔德(r Ochsenfeld)发现,不仅是外加磁场不能进入超导体的内部,而且原来处在外磁场中的正 常态样品,当温度下降使它变成超导体时也会把原来在体内的磁场完全排出去到1986 年,人们已发现了常压下有28种元素、近5000种合金和化合物具有超导电性

磁性质是固体的重要性质之一,人类社会对固体磁性质的认识和应用有悠久的历 史,如中国古代发明的司南(指南针),以及在此基础上加以改进,被广泛用于航海事 业上的罗盘等

半导体是电导率介于金属导体和绝缘体之间的一大类导电物体,它们的电导率大约 分布在10cm~103-cm之间。用半导体制成的各种器件有极广泛的用途,通过 不同的掺杂工艺,可以把半导体制成各种电子元件,如作为电子计算机及通讯、自动控 制工程基础的晶体管和集成电路等。另外,半导体对电场、磁场、光照、温度、压力及 周围环境气氛等外部条件非常敏感,因此它是敏感元器件的重要材料

上一章建立在量子理论基础上的金属自由电子理论,虽然取得了较大成功,能够解 释金属电子比热、热电子发射等物理问题,但仍有不少物理性质,如有些金属正的霍耳 系数,固体分为导体、半导体和绝缘体的物理本质,以及部份金属电导率有各向异性等, 是这个理论无法解释的

对金属的晶体结构和物性的研究,在固体研究中占有特殊的地位。一方面,人们对 非金属物性的认识和理解,往往是在对金属物性的认识和理解的基础上发展起来的

按照点阵结构理论,晶体的主要特征是其结构基元作周期性的排列,但实际晶体中 的原子或离子总是或多或少地偏离了严格的晶体周期性,因而出现了各种各样的结构缺 陷,并对晶体的各种物理性质产生的重要影响。根据晶体缺陷在空间延伸的线度晶体缺 陷可分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。本章主要讲述晶体缺陷的典型形式以及对 晶体性质的主要影响

在前面的讨论中,我们都把组成晶体的原子看成是固定在平衡位置上不动,实际晶 体中的粒子并非如此,而是会在平衡位置附近作微小的振动。由于晶体内原子间存在着 相互作用,原子的振动就不是孤立的,而要以波的形式在晶体中传播,形成所谓格波

大量原子、分子紧密地、有规则地结合成晶体的原因是由于原子、分子之间存在着 一定的相互作用,这些相互作用极大地影响甚至决定了晶体的微观结构乃至宏观物理性 质。本章的主要内容就是在对晶体结合时内能变化的一般规律和原子间相互作用力的分 析的基础上,阐述了不同结合类型中原子间相互作用与晶体内能、晶体的微观结构和宏 观物理性质之间的内在联系

固体材料是由大量的原子(或离子、分子)组成的。一般固体材料每1cm3的体积 中有102~103个原子。固体材料中的原子按一定规律排列。根据固体材料中原子排列的 方式可以将固体材料分为晶体、非晶体和准晶体。想晶体中原子排列具有三维周期性, 或称为长程有序;非晶体中原子的排列呈现近程有序、长程无序的特点;准晶体的特点 则介乎于晶体和非晶体之间。本章主要介绍理想晶体中原子排列的规律

利用几何画板软件,对黑体辐射能量密度分布曲线进行模拟研究:设计了一种“参数替换法”,根据普朗克公式,给 行 计一 出了各种温度下分别以频率和波长为横坐标的黑体辐射能量密度分布曲线:通过对各个参数的连续调节,可以动态地深入研 究黑体辐射的能量密度分布曲线与各个参数的关系并且对维恩位移定律和斯武藩一玻耳兹曼定律也给出了直观的定量验证: