فیزیک حالت جامد و ماده چگال

فیزیک حالت جامد و ماده چگال، بخشی از علم فیزیک است که به مطالعه رفتار ماده در شرایطی که اتم‌ها و مولکول‌ها به یکدیگر مرتبط و متمایز هستند، می‌پردازد. در این حالت، اتم‌ها و مولکول‌ها در مکان‌های خاصی به یکدیگر متصل و متمایز می‌شوند، که این ارتباطات باعث ایجاد ویژگی‌های منحصربه‌فردی مانند استحکام، سختی و رسانایی حرارتی می‌شود. آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال اهمیت زیادی دارد؛ زیرا این مفاهیم علاوه بر اینکه به درک عمیق‌تر رفتار ماده کمک می‌کنند، در زمینه‌هایی از جمله مهندسی مواد، نانوتکنولوژی و فیزیک کوانتومی نیز کاربرد دارند. به علاوه، آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال به ما کمک می‌کند تا فناوری‌های نوینی را که بر پایه این مفاهیم ساخته می‌شوند، بیشتر بفهمیم و بهره ببریم.

آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال 

صحبت کردن در مورد آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال، یعنی قرار است در مورد گسترده‌ترین شاخه فیزیک حرف بزنیم.  اول از همه باید به این نکته اشاره کرد که فیزیک حالت جامد و فیزیک ماده چگال دو مفهوم متفاوت هستند که شباهت‌هایی دارند اما به هیچ عنوان نمی‌توان آن‌ها را یکی در نظر گرفت.  به عبارت دیگر باید گفت که فیزیک حالت جامد، زیرمجموعه‌ای از گرایش ماده چگال است. اما منظورمان از زیرمجموعه دقیقا چیست؟ در ادامه دقیق‌تر این مفاهیم را بررسی می‌کنیم. 

فیزیک ماده چگال چیست؟ 

قبل از آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال باید دانست که موضوع مورد مطالعه این دو گرایش، که اشتباها به جای یکدیگر هم به کار می‌روند؛ چیست و این مطالعه چگونه انجام می‌شود. در حقیقت درک مفهوم فیزیک ماده چگال و البته فیزیک حالت جامد، می‌تواند ما را در ادراک تفاوت‌ها و شباهت‌هایی که میان آنها وجود دارد؛ یاری کند.

کلمه‌ای که بیش از همه در نام این رشته جلب توجه می‌کند؛ کلمه «چگال» است. همه ما با مفهوم چگالی آشنایی داریم و می‌دانیم که فیزیک به دنبال درک رفتار و ویژگی‌های ماده است.  ماده چگال به ماده‌ای گفته می‌شود که به علت زیاد بودن چگالی در آن نمی‌توان از تاثیر ذرات روی یکدیگر یا به عبارت علمی‌تر، برهم‌کنش ذرات در آن، چشم‌پوشی کرد.  کمی ساده‌تر این که در موادی که حالت جامد یا مایع را دارند؛ که اصطلاحا به آنها ماده چگال با فاز جامد و مایع می‌گوییم؛ موضوع مطالعه فیزیک ماده چگال هستند.

تکلیف موضوع رشته ماده چگال مشخص شد. اما شیوه مطالعه چیست؟ شیوه مطالعه را باید شامل دو بخش دانست. اول انجام آزمایشات تجربی به منظور کشف خواص مواد و دوم استفاده از مدل‌های ریاضی و توسعه آن‌ها برای درک بهتر شیوه رفتار مواد. 

با توجه به این موضوع می‌توان حدس زد که آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال، داد و ستد زیادی با سایر علوم دارد. برای مثال علوم زیستی و نانو، یا مثلاً در بخش تئوریکال و توسعه چهارچوب‌های ریاضی ارتباط فیزیک ماده چگال با دانش‌هایی مثل فیزیک ذرات و ریاضیات غیر قابل انکار است. 

فیزیک حالت جامد چیست؟ 

قبل از این که سراغ آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال برویم؛ بهتر است تعریفی از فیزیک حالت جامد هم داشته باشیم.  در تعریف فیزیک ماده چگال گفتیم که این شاخه، رفتار مواد و خواص آنها در فازهای چگالیده یا همان فازهایی که برهم‌کنش ذرات روی یکدیگر در آن‌ها اهمیت دارند را بررسی می‌کند. یکی از این فازها، فاز یا حالت جامد است. در نتیجه باید فیزیک حالت جامد را زیرشاخه‌ای از فیزیک ماده چگال دانست. 

فیزیک حالت جامد مثل فیزیک ماده چگال تلاش می‌کند تا رفتار مواد جامد را کشف کرده و خواص آن‌ها را پیدا کند. سپس به وسیله مدل‌های ریاضی و البته ویژگی‌های مقیاس اتمی و رفتارهای ذرات مثل الکترون و... این رفتار را درک نماید.  پس از درک مفهوم فیزیک جامد و با توجه به تعریف قبل، می‌توان تفاوت فیزیک حالت جامد و ماده چگال را به سادگی فهمید.

اما با وجود این تفاوت چرا آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال تا این اندازه به هم گره خورده و ما در موارد متعددی شاهد این موضوع هستیم که این مفاهیم به جای هم به کار می‌روند. علت این است که فیزیک حالت جامد در واقع اصلی‌ترین بخش فیزیک ماده چگال است و جالب‌تر این است که از لحاظ تاریخی هم، شکل گیری رسمی رشته‌ی فیزیک ماده چگال پس از حالت جامد رخ داده است. به عبارت دیگر، دانشمندان متوجه شدند که موادی که آنها را بررسی می‌کنند گستره وسیعی دارند و نمی‌توان همه آنها را دارای فاز جامد نامید؛ در نتیجه فیزیک ماده چگال را مطرح نمودند. 

تفاوت فیزیک حالت جامد و ماده چگال 

با تعاریف و مفاهیم ذکر شده. می‌توان دید چرا آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال تا این اندازه به هم نزدیک هستند اما تفاوت‌های اصلی این رشته‌ها را نیز باید شناخت. اولین تفاوت در موضوع مورد بررسی در دو رشته است که به آن پرداختیم. اگرچه مبانی فیزیک حالت جامد و ماده چگال همسانی زیادی دارند اما موضوع فیزیک ماده چگال گسترده‌تر است.

شاخه‌های هر یک از این رشته‌های نیز می‌تواند وجه تمایز بعدی آنها باشد. به عبارتی در ماده چگال ما بیشتر روی ابررسانایی و شبکه‌های عصبی و سیستم‌های بی‌نظم و .‌.. تمرکز داریم اما در حالت جامد یکی از مهم‌ترین بخش‌های بلورها و کریستال‌ها هستند. 

در نهایت باید گفت که همپوشانی این دو رشته، بیشتر از تفاوت‌های آنها است و اگر همین حالا یک کتاب فیزیک مهم را باز کنید و سراغ آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال بروید، می‌بینید که آموزش فیزیک ماده چگال، شامل درس‌هایی مثل فیزیک حالت جامد ۱ یا فیزیک حالت جامد ۲ است.

البته باید به یاد داشت که این شباهت در آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال، بیشتر در مباحث پایه‌ای و بنیادی است. برای مثال اگر شما با دانشجوی ارشد فیزیک یا دکتری فیزیک در یکی از این شاخه‌ها برخورد داشته باشید؛ احتمالا با لیستی بلند بالا از تفاوت‌های نظری و تئوریک و پایه‌ای میان این دو رشته روبرو خواهید شد. 

دوره‌های آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال 

آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال، برخلاف برخی از شاخه‌های فیزیک مثل، فیزیک هسته‌ای یا کوانتومی و غیره سابقه‌ای طولانی دارد. همین موضوع که بیش از سی درصد فیزیک‌دانان جهان خود را فیزیکدان ماده چگال و حالت جامد می‌دانند؛ این موضوع را اثبات می‌کند. 

به همین دلیل شما می‌توانید منابع زیادی را در حوزه آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال پیدا کنید. برای مثال کافیست همین حالا عباراتی مثل «دانلود رایگان فیزیک ماده چگال» یا «دانلود کتاب حالت جامد» را در گوگل جستجو نمایید.  این گستردگی از یک سو باعث شده تا دست شما برای انتخاب منابع آموزشی باز باشد و از سوی دیگر هم ممکن است برای شما سردرگمی ایجاد کند. 

برای جلوگیری از این موضوع به دو نکته ساده توجه کنید: 

·        مهم ترین نکته شناخت منابع است. در آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال، منابعی وجود دارند که همه روی متقن و مهم بودن آن‌ها تاکید دارند. 

·        نکته بعدی مدرس دوره آموزشی است. این موضوع به خصوص در رشته‌ای مانند فیزیک که به درک عمیقی نیاز دارد؛ اهمیت بسیاری بیشتری خواهد داشت. به عبارت دیگر شما به مدرسی نیاز دارید که با آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال، بتواند دید فیزیکی در شما ایجاد کرده و شما را به نحوی عمیق با مبانی این شاخه‌ها آشنا کند. 

آموزش فیزیک حالت جامد مکتب خونه

اجازه بدهید در میان تمام دوره‌‌های آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال، سراغ معرفی دوره‌های مکتب خونه برویم.  مکتب خونه به عنوان سایتی آموزشی، توانسته در سال‌های زیادی، کیفیت خود را به همگان اثبات کند و با ارائه دوره‌های مختلف آموزشی در رشته‌های متفاوت، دغدغه‌های دانشجویان را در مورد منابع، به حداقل برساند. 

دوره‌های آموزش فیزیک حالت جامد و ماده چگال مکتب خونه، توسط بهترین اساتید فیزیک، با کیفیتی مثال زدنی و قابل اطمینان ارائه شده‌اند تا شما بتوانید به سادگی و بدون محدودیت مکانی، به یادگیری چیزی بپردازید که به آن علاقه دارید.  پیشنهاد می‌کنیم حتما از دوره‌های جذاب مکتب خونه در زمینه آموزش فیزیک حالت جامد دیدن کنید. این دوره‌ها می‌توانند سرآغاز راه شما در دنیای جذاب فیزیک باشند.