体的内部能量增高,温度升高到一定数值,点阵就会转变到能量较高的形式。这种转变称为相变, 相变会导致晶体物理性质的改变,相变是重要的物理现象,也是重要的研究课题。 点阵结构完好无缺的晶体是一种理想的物理状态。实际晶体内部的点阵结构总会有缺陷:化学 成分不会绝对纯,内部会含有杂质。这些缺陷和杂质对固体的物理性质(包括力学、电学、碰学、发 光学等)以及功能材料的技术性能,常常会产生重要的影响。大规模集成电路的制造工艺中,控制和 利用杂质和缺陷是很重要的晶体的表面性质和界面性质,会对许多物理过程和化学过程产生重要的 影响。所有这些都已成为固体物理研究中的重要领域。 非晶态固体内部结构的无序性使得对于它们的研究变得更加复杂。非晶态固体有一些特殊的物 理性质,使得它有多方面的应用。这是一个正在发展中的新的研究领域 固体物理对于技术的发展有很多重要的应用,晶体管发明以后,集成电路技术迅速发展,电子 学技术、计算技术以至整个信息产业也随之迅速发展。其经济影响和社会影响是革命性的。这种影 响甚至在日常生活中也处处可见。固体物理学也是材料科学的基础。 原子核物理学 原子核是比原子更深一个层次的物质结构。原子核物理学是研究原子核的性质,它的内部结 构、内部运动、内部激发状态、衰变过程、裂变过程以及它们之间的反应过程的学科。 在原子核被发现以后,曾经以为原子核是由质子和电子组成的。1932年,英国科学家查德威克 发现了中子,这才使人们认识到原子核可能具有更复杂的结构。 质子和中子统称为核子,中子不带电,质子带正电荷,因此质子间存在着静电排斥力。万有引 力虽然使各核子相互吸引,但在两个质子之间的静电排斥力比它们之间的万有引力要大万亿亿倍以 上。所以,一定存在第三种基本相互作用——强相互作用力。人们将核子结合成为原子核的力称为 核力,核力来源于强相互作用。从原子核的大小以及核子和核子碰撞时的截面估计,核力的有效作 用距离力程约为一千万亿分之一米。 原子核主要由强相互作用将核子结合而成,当原子核的结构发生变化或原子核之间发生反应 时,要吸收或放出很大的能量。一些很重的原子核(如铀原子核)在吸收一个中子以后,会裂变成为 两个较轻的原子核,同时放出二十到三十中子和很大的能量。两个很轻的原子核也能熔合成为一个 较重的原子核,同时放出巨大的能量。这种原子核熔合过程叫作聚变。 粒子加速器的发明和裂变反应堆的建成,使人们能够获得大量能量较高的质子、电子、光子、 原子核和大量中子。可以用来轰击原子核,系统地开展关于原子核的性质及其运动、转化和相互作 用过程的研究。 高能物理研究发现,核子还有内部结构。原子核结构是一个比原子结构更为复杂的硏究领域, 目前,已有的关于原子核结构,原子核反应和衰变的理论都是模型理论,其中一部分相当成功地反 映了原子核的客观规律 一公斤铀裂变时所释放的能量,相当于约两万吨TNT炸药爆炸时所释放的能量,一公斤重氢原子 核聚变所释放的能量还要大几倍。轻原子核聚变为较重的原子核并释放能量的过程,就是太阳几十 亿年来的能量来源,也是热核爆炸的能量来源。如果能使重氢的聚变反应有控制地进行,那么能源体的内部能量增高，温度升高到一定数值，点阵就会转变到能量较高的形式。这种转变称为相变， 相变会导致晶体物理性质的改变，相变是重要的物理现象，也是重要的研究课题。 点阵结构完好无缺的晶体是一种理想的物理状态。实际晶体内部的点阵结构总会有缺陷：化学 成分不会绝对纯，内部会含有杂质。这些缺陷和杂质对固体的物理性质(包括力学、电学、碰学、发 光学等)以及功能材料的技术性能，常常会产生重要的影响。大规模集成电路的制造工艺中，控制和 利用杂质和缺陷是很重要的晶体的表面性质和界面性质，会对许多物理过程和化学过程产生重要的 影响。所有这些都已成为固体物理研究中的重要领域。 非晶态固体内部结构的无序性使得对于它们的研究变得更加复杂。非晶态固体有一些特殊的物 理性质，使得它有多方面的应用。这是一个正在发展中的新的研究领域。 固体物理对于技术的发展有很多重要的应用，晶体管发明以后，集成电路技术迅速发展，电子 学技术、计算技术以至整个信息产业也随之迅速发展。其经济影响和社会影响是革命性的。这种影 响甚至在日常生活中也处处可见。固体物理学也是材料科学的基础。 原子核物理学 原子核是比原子更深一个层次的物质结构。原子核物理学是研究原子核的性质，它的内部结 构、内部运动、内部激发状态、衰变过程、裂变过程以及它们之间的反应过程的学科。 在原子核被发现以后，曾经以为原子核是由质子和电子组成的。1932年，英国科学家查德威克 发现了中子，这才使人们认识到原子核可能具有更复杂的结构。 质子和中子统称为核子，中子不带电，质子带正电荷，因此质子间存在着静电排斥力。万有引 力虽然使各核子相互吸引，但在两个质子之间的静电排斥力比它们之间的万有引力要大万亿亿倍以 上。所以，一定存在第三种基本相互作用——强相互作用力。人们将核子结合成为原子核的力称为 核力，核力来源于强相互作用。从原子核的大小以及核子和核子碰撞时的截面估计，核力的有效作 用距离力程约为一千万亿分之一米。 原子核主要由强相互作用将核子结合而成，当原子核的结构发生变化或原子核之间发生反应 时，要吸收或放出很大的能量。一些很重的原子核(如铀原子核)在吸收一个中子以后，会裂变成为 两个较轻的原子核，同时放出二十到三十中子和很大的能量。两个很轻的原子核也能熔合成为一个 较重的原子核，同时放出巨大的能量。这种原子核熔合过程叫作聚变。 粒子加速器的发明和裂变反应堆的建成，使人们能够获得大量能量较高的质子、电子、光子、 原子核和大量中子。可以用来轰击原子核，系统地开展关于原子核的性质及其运动、转化和相互作 用过程的研究。 高能物理研究发现，核子还有内部结构。原子核结构是一个比原子结构更为复杂的研究领域， 目前，已有的关于原子核结构，原子核反应和衰变的理论都是模型理论，其中一部分相当成功地反 映了原子核的客观规律。 一公斤铀裂变时所释放的能量，相当于约两万吨TNT炸药爆炸时所释放的能量，一公斤重氢原子 核聚变所释放的能量还要大几倍。轻原子核聚变为较重的原子核并释放能量的过程，就是太阳几十 亿年来的能量来源，也是热核爆炸的能量来源。如果能使重氢的聚变反应有控制地进行，那么能源