高压物理 百科内容来自于: 百度百科

高压物理概述

high pressure physics
研究物质在高压条件下的物理性质的学科。高压物理学一般只研究凝聚态物质。

研究历史

20世纪以前的高压实验,由于受到技术设备的限制,只限于在3000大气压和温度变化为200℃的范围内进行,主要研究诸如液体的压缩性、气-液并存的临界现象等宏观物理现象。进入20世纪,美国物理学家P.W.布里奇曼进一步发展了高压技术,大大地推动了高压下的物性研究 。他广泛地研究了固体的压缩性,高压下的熔化过程、力学性质和电阻率变化规律等。自20世纪50年代后,新的高压技术为人工合成晶体(如金刚石等)创造了条件,而对高压下物性的研究也从静态研究发展到动态研究,并从宏观深入到微观,例如利用X射线的衍射和中子衍射研究高压下的物质结构、高压下固体中的电子过程,以及高压拉曼散射、高压核磁共振和高压穆斯堡尔谱等。能获得的静态高压可达百万大气压,用爆炸法和飞片技术产生的动态高压则可达数千万大气压。

高压下的物质

物质在高压作用下,其物理性质和化学性质会发生巨大变化。例如在5.5万大气压、1500℃温度并有过渡族金属存在的条件下,碳可转变为金刚石;在70万大气压下氢转变为晶态金属氢;金属在高压下会增加其延展性,钢在1.5~2.0万大气压下失去弹性而产生塑性形变;压力对半导体的载流子密度和迁移率有显著影响,因而高压下半导体的电阻率将发生巨大变化,锗在12万大气压下改性为白锡结构,成为金属导体,硅、Ⅲ-Ⅴ族化合物等都有类似情形;某些常温下为绝缘体的物质(如碘)在高压下变成金属态 ,相反,某些常温下的金属(如镱)在高压下变成绝缘体,这可用能带的交叠和脱离交叠来解释;某些透明材料在高压下会诱发对光谱的强烈吸收而变成不透明,等等。

研究的内容和意义

高压物理学主要研究获得高压的技术、高压下固体的状态方程(等温条件下的p-V关系)、高压相变过程及机制、高压下的光学过程、高压下的物性及其应用、各种动态过程和高压下的固体电子论等。高压物理学已成为在极端条件下的固体物理学的一部分。高压物理学在合成新材料、高压加工、利用高压相变的释能效应获得脉冲能源等方面有着广阔的应用前景。
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- 来自原声例句
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