2第五篇量子现象和量子规律 第18章量子力学应用简介 本章共3讲
? 本章共3讲 第五篇 量子现象和量子规律 第18章 量子力学应用简介
§18.2固体能带理论基础 物态 物质的聚集态:大量粒子在一定温度、压强等外界条件 下聚集而成的稳定结构状态。 黑洞 中子态 超高压 金属氢等 超固态 高压“超导固态 ↑超流 液晶 常压 液态 气态 低压 等离子体 超低压 真空 常高 T 温温 一定条件下,各种物态可以相互转化,有时还可以共存
§18.2 固体能带理论基础 一.物态 物质的聚集态：大量粒子在一定温度、压强等外界条件 下聚集而成的稳定结构状态。 一定条件下，各种物态可以相互转化，有时还可以共存。 P T
物质的固、液、气态比较 物态条件 结构 性质 对称性 无外场时自动趋向 气态周运动动能 >>分子相互 完全无序稳定、均匀的平衡最高 作用势能 态,无一定形状 体积。 热运动动能近程有序 流动性,有一定 液态分子相互作用(暂时、扃部)体积,无一定形 势能 降低 非晶体: 热运动动能短程有序 各向同性 固态<<分子间相 晶面角守恒 再降低 互作用势能晶体:长各向异性,有 程有序 确定熔点
物态 条 件 结 构 性 质 对称性 气态 液态 固态 热运动动能 >>分子相互 作用势能 完全无序 无外场时自动趋向 稳定、均匀的平衡 态，无一定形状、 体积。 最高 热运动动能~ 分子相互作用 势能 “近程有序” （暂时、局部） 流动性，有一定 体积，无一定形 状。 降低 热运动动能 <<分子间相 互作用势能 非晶体： 短程有序 晶体： 长 程有序 各向同性 晶面角守恒， 各向异性 ，有 确定熔点。 再降低 物质的固、液、气态比较
石英晶体的晶面角守恒 a aab:14147 bc:12000 非晶体 晶格被破坏的固体; 被冻的无序结构 过冷”液体 (a)石英晶体 (b)石英玻璃 固体物理:晶体有成熟理论,基础是“能带理论 非晶体理论正迅速发展
石英晶体的晶面角守恒 ab: 141 47 120 00 ca: 113 08 bc: a b c a a a a b b b b c c c c 固体物理：晶体有成熟理论，基础是“能带理论” 非晶体理论正迅速发展 (a) 石英晶体 (b) 石英玻璃 非晶体： 晶格被破坏的固体； 被“冻结”的无序结构 ——“过冷”液体
、量子力学处理晶体中电子问题的思路 复杂的多体问题 大量离子和电子彼此相互作用 组成系统 简 m<<m,v>>谪,分开考虑 化绝热近似 认为离子与电子不交换能量 多电子问题 简自治场法考虑其余电子的平均场作用 单电子问题
复杂的多体问题 大量离子和电子彼此相互作用 组成系统 简 化 me m离 ，ve v 离 ，分开考虑 绝热近似 认为离子与电子不交换能量 多电子问题 二、量子力学处理晶体中电子问题的思路 单电子问题 简 化 自洽场法 考虑其余电子的平均场作用