相變

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相變英语:Phase Change)是指物質在外部參數(如:溫度壓力磁場等等)連續變化之下,從一種相(態)忽然變成另一種相,最常見的是變成和水變成蒸氣。然而,除了物體的三相變化(固態、液態、氣態)自然界還存在許許多多的相變現象,例如日常生活中另一種較常見的相變是加熱一塊磁鐵,磁鐵的鐵磁性忽然消失。其他在物理學中重要相變列舉如下:

相變的種類[编辑]

第一個嘗試將相變加以分類的是奧地利數學家、物理學家保羅·埃倫費斯特。 相变分为一级相变和二级相变甚至多级相变,从数学角度讲,一级相变的热力学函数连续,但其状态参量的一阶导数不连续。二级相变的热力学函数及其关于状态参量的一阶导数都连续,但其关于状态参量的二阶导数不连续。从理论角度来看,一级相变在相变发生时,两相之间有潜热和体积等跃变。二级相变在相变发生时,两相之间无潜热和体积跃变,但有热容跃变。

相變的特性[编辑]

對稱破缺[编辑]

对称性破缺(symmetry breaking)系指物理学里,在具有某种对称性的物理系统之临界点附近发生的微小振荡,通过选择所有可能分岔中的一个分岔,打破了这物理系统的对称性,并且决定了这物理系统的命运。例如当水温降至接近冰点时,水中各处看起来皆相同,因此水系统具有空间上的对称性,此时若某处的温度振荡至低于冰点,便破坏了对称性,且决定了所凝固之冰的结构。对于外在观察者,不清楚有涨落(或热噪声)的存在,会觉得这选择相当随机或任意。在图样形成(pattern formation)里,对称性破缺占有重要角色。

对称性破缺可以分为两种:

明显对称性破缺:在描述物理系统的拉格朗日量或哈密顿量的数学表示里,存在明显不具有某种对称性的项。 自发对称性破缺:描述物理系统的拉格朗日量或哈密顿量具有某种对称性,但是物理系统的最低能量态(真空态)不具有此种对称性。通常,这种对称性破缺会具有一种有序参数。动力学对称性破缺是这种对称性破缺的特例。著名例子分别为标准模型中的希格斯机制、超导物理中的BCS理论。

序參量[编辑]

臨界指數和普適類[编辑]

臨界指數日语臨界指数是指,臨界點附近,定量描述物理量的臨界行為時所使用的指數常數。

参考文献[编辑]

参见[编辑]