فيزياء الحالة الصلبة (فيزياء الجوامد)

إحدى فروع علم الفيزياء تهتم عموما بالبلورات والتراكيب البلورية للمواد الصلبة هي
ولكنھذا الفرع تشعب بشكل كبير ليشمل العديد من الفروع انظر الشكل بالأسفل. تتكون المادة في حالاتها الثلاث المعروفة الغازية والسائلة والصلبة من ذرات أو جزيئات دائمة الحركة ويعزي وجود المادة في إحدى هذه. الحالات إلى طبيعة وحدود التأثيرات المتبادلة بين ذراتها وجزيئاتها ويمكن تمييز كل حالة عن الأخرى فيزيائيا بالنظر في خاصية السريان أو التدفق حيث تكون المادة في حالتيها الغازية والسائلة قابلة للانسياب والتشكل بشكل الإناء الذي توضع فيه بينما تفقد المادة الغازية أو السائلة قدرتها على التدفق عندما تتحول إلى الحالة الصلبة بعد تبريدها،وتتخذ شكلاً وحجماً ثابتين.



يبين الشكل (1) حالات المادة (صلبة و سائلة و غازية و بلازما) وفقا لمخطط الطور والترابط بين الحالات وفقا لتغيرات الضغط ودرجة الحرارة وتصنف الحالة الصلبة والسائلة تحت مسمى المادة المكثفة
وتتميز بقوة الترابط بين ذراتها أو جزيئاتھا ومقاومتها (condensed matter) للانضغاط.



الشكل (1) حالات المادة (صلبة و سائلة و غازية و بلازما) وفقا لمخطط الطور والترابط بين الحالات وفقا لتغيرات الضغط ودرجة الحرارة
والفارق بين المادة الصلبة والسائلة يعود إلى قوى الترابط بين الذرات ففي المواد الصلبة تكون قوى الترابط مستقرة والبنية البلورية قوية في حين أن السوائل روابطها تتصدع بسهولة مما يستدعي أعادة تشكيلها من جديد وهكذا ، أما بنيتها فتكون مرنة جدا كما في الشكل (2).


(liquid) والبنية السائلة (solid) البنية الصلبة ( 2)الشكل
تتميز بنية المواد الصلبة بنوعين من التراكيب البلورية :-

(crystalline solids) 1- التركيب البلوري الصلب
وفيه ينتظم ترتيب الذرات في الفراغ بحيث تشكل نمطا هندسيا دوريا في الأبعاد الثلاثة ويتميز بحالة مستقرة ناتجة عن الترتيب المنتظم والدوري لذرات أو جزيئات مثل الماس ..(long- range order) البلورة على المدى الطويل

2- التركيب العشوائي للمواد الصلبة (Amorphous or glasses materials)
وتضم المواد الصلبة التي تتخذ جزيئاتها أو ذراتها توزيعا عشوائيا وبنيتها شبيه بالسائل إلا أن روابطها لا تتصدع ويكون ترتيب الذرات فوضوي ويخضع لنظام المدى القصير (Short-range order) وبنيتها شبه مستقرة (metastable) مثل الزجاج .