فيزياء الجوامد (Solid State Physics) هي فرع من الفيزياء المكثفة يدرس خصائص المواد الصلبة، وخاصة الخصائص الفيزيائية للمواد البلورية. تُعنى بدراسة التركيب الذري والجزيئي للمواد الصلبة وكيف يؤثر هذا التركيب على خواصها الفيزيائية. تتداخل فيزياء الجوامد مع العديد من المجالات الأخرى، بما في ذلك الكيمياء، هندسة المواد، وعلوم المواد.

المواضيع الرئيسية في فيزياء الجوامد تشمل :

*

البنية البلورية:

دراسة ترتيب الذرات والايونات والجزيئات في المواد الصلبة البلورية. يشمل ذلك دراسة الشبكات البلورية، الخلايا الوحدوية، و أنواع مختلفة من البنية البلورية (مثل مكعبة الجسم المركز، مكعبة الوجه المركز، سداسية).

*

الروابط الكيميائية:

فهم أنواع الروابط الكيميائية (تساهمية، أيونية، فلزية، هيدروجينية) و تأثيرها على الخواص الفيزيائية للمادة الصلبة.

*

الخواص الحرارية:

دراسة سعة حرارية المواد الصلبة، التوصيل الحراري، وانتقال الحرارة. يشمل ذلك فهم تأثير الاهتزازات الذرية (الفونونات) على هذه الخواص.

*

الخواص الكهربائية:

دراسة التوصيل الكهربائي، الموصلية، العوازل، والاشباه موصلات. يشمل ذلك دراسة حركة الالكترونات والثقوب في المواد الصلبة.

*

الخواص المغناطيسية:

دراسة المغناطيسية المختلفة للمواد الصلبة، مثل المغناطيسية الحديدية، المغناطيسية المسايرة، والمغناطيسية المضادة للمسايرة.

*

الخواص البصرية:

دراسة تفاعل المواد الصلبة مع الضوء، بما في ذلك الامتصاص، الانبعاث، والانكسار. يشمل ذلك دراسة الخواص البلورية البصرية، و الخواص غير الخطية للضوء.

*

العيوب البلورية:

دراسة عيوب الشبكة البلورية (مثل الشوائب، الفراغات، الخلع) وتأثيرها على الخواص الفيزيائية للمادة الصلبة.

*

الخواص الميكانيكية:

دراسة صلابة المواد، مرونتها، وقوتها.

*

الظواهر الكمية في المواد الصلبة:

دراسة الظواهر الكمية المتعلقة بالسلوك الإلكتروني في المواد الصلبة، مثل تأثير هول الكمي، والتوصيل الفائق.

أهمية فيزياء الجوامد:

تعتبر فيزياء الجوامد أساسية لتطوير العديد من التطبيقات التكنولوجية الحديثة، بما في ذلك:

*

الالكترونيات:

أشباه الموصلات، الترانزستورات، الدوائر المتكاملة.
*

المغناطيسات:

أجهزة التخزين المغناطيسي، المحركات الكهربائية.
*

البصريات:

الليزر، الألياف الضوئية.
*

الطاقة:

الخلايا الشمسية، بطاريات الليثيوم أيون.
*

الطب:

الأشعة السينية، التصوير بالرنين المغناطيسي.


باختصار، فيزياء الجوامد هي مجال واسع وديناميكي يلعب دورًا حاسمًا في فهم وتطوير تقنيات جديدة في العديد من المجالات.