La differenza fondamentale tra la fisica dello stato solido e la fisica della materia condensata è che la fisica dello stato solido studia le proprietà delle strutture solide come i cristalli, mentre la fisica della materia condensata studia sia i sistemi solidi che quelli liquidi.
La fisica dello stato solido prevede lo studio della materia rigida o dei solidi con l'uso della meccanica quantistica, della cristallografia, dell'elettromagnetismo e della metallurgia. La fisica della materia condensata è un campo della fisica che tende ad occuparsi delle proprietà fisiche macroscopiche e microscopiche della materia.
Cos'è la fisica dello stato solido?
La fisica dello stato solido prevede lo studio della materia rigida o dei solidi con l'uso della meccanica quantistica, della cristallografia, dell'elettromagnetismo e della metallurgia. Possiamo descriverlo come il più grande ramo della fisica della materia condensata. Questa branca della fisica tende a studiare le proprietà su larga scala dei materiali solidi che risultano dalle proprietà su scala atomica. Pertanto, la fisica dello stato solido può derivare una base teorica dalla scienza dei materiali. Inoltre, questa branca della fisica trova applicazioni direttamente anche nella tecnologia dei transistor e dei semiconduttori.
Di solito, i materiali solidi contengono atomi densamente impacchettati che possono interagire intensamente. Queste interazioni possono produrre proprietà meccaniche, elettriche, termiche, ottiche e magnetiche del materiale solido. Questi atomi possono riorganizzarsi regolarmente durante una reazione chimica, a seconda del tipo di solido e delle condizioni di reazione. Come teoria generale, la fisica dello stato solido si concentra sui cristalli. Questo perché la disposizione periodica degli atomi in un cristallo tende a facilitare la modellazione matematica.
In un cristallo, le forze tra gli atomi possono manifestarsi in forme diverse. Possono esserci legami ionici, legami covalenti o legami metallici tra questi atomi. Inoltre, possono esserci anche interazioni di Van der Waals tra atomi se consideriamo gli atomi di gas nobili.
Inoltre, le proprietà di un particolare materiale dipendono dalla sua struttura cristallina. Possiamo studiare questa struttura usando una gamma di tecniche cristallografiche come la cristallografia a raggi X, la diffrazione di neutroni e la diffrazione di elettroni.
Le moderne aree di ricerca della fisica dello stato solido includono la superconduttività ad alta temperatura, i quasicristalli, il vetro rotante, i materiali fortemente correlati, i nanomateriali, ecc.
Cos'è la fisica della materia condensata?
La fisica della materia condensata è un campo della fisica che si occupa delle proprietà fisiche macroscopiche e microscopiche della materia. Ciò include principalmente le fasi solida e liquida. Le proprietà di queste fasi derivano dalle forze elettromagnetiche tra gli atomi. Inoltre, la fisica della materia condensata si occupa delle fasi condensate della materia. Questi sono i sistemi costituiti da forti interazioni tra di loro. Tuttavia, possono esserci alcune fasi condensate esotiche che includono la fase superconduttrice, il condensato di Bose-Einstein, ecc. Possiamo eseguire esperimenti per misurare varie proprietà dei materiali attraverso l'applicazione della meccanica quantistica, dell'elettromagnetismo, della meccanica statistica, ecc.
La fisica teorica della materia condensata prevede l'uso di modelli teorici per comprendere le proprietà dello stato della materia. Ci sono alcuni modelli utili in questa teoria, come il modello di Drude, la struttura a bande, la teoria del funzionale della densità, ecc.
Qual è la differenza tra la fisica dello stato solido e la fisica della materia condensata?
La fisica dello stato solido è una branca della fisica della materia condensata. La differenza fondamentale tra la fisica dello stato solido e la fisica della materia condensata è quella la fisica dello stato solido studia le proprietà delle strutture solide come i cristalli, mentre la fisica della materia condensata studia sia i sistemi solidi che quelli liquidi.
L'infografica qui sotto presenta le differenze tra la fisica dello stato solido e la fisica della materia condensata in forma tabellare per un confronto fianco a fianco.
Riepilogo – Fisica dello stato solido vs fisica della materia condensata
La fisica della materia condensata e la fisica dello stato solido sono campi importanti della chimica fisica. Il differenza fondamentale tra la fisica dello stato solido e la fisica della materia condensata è quello la fisica dello stato solido studia le proprietà delle strutture solide come i cristalli, mentre la fisica della materia condensata studia sia i sistemi solidi che quelli liquidi.
