thumb|Wymiana atomów w ciele stałym w wyniku dyfuzji thumb|Model upakowania atomów w krystalicznym ciele stałym thumb|Obraz SEM przykładowego ciała stałego – szczawianu wapnia (kamień nerkowy) thumb|Bizmut krystaliczny opalizujący w wyniku utlenienia warstwy powierzchniowej thumb|Aparatura, za pomocą której Wiedemann i Franz ustalili zależność LT = K/σ
Fizyka ciała stałego – dział fizyki zajmujący się ciałami stałymi, tj. takimi które w danych warunkach zachowują swój kształt makroskopowy. Fizyka ciała stałego jest częścią fizyki materii skondensowanej.
Z mikroskopowego punktu widzenia, atomy i cząsteczki w ciele stałym zachowują swoje położenie względem innych atomów, wykonując tylko pewne drgania wokół swoich średnich położeń. Atomy te mogą być ułożone w przestrzeni zgodnie z pewnymi regułami symetrii - mówimy wtedy o kryształach. Obok kryształów klasycznych, w których cała struktura atomowa da się przedstawić w postaci pewnego powtarzającego się w przestrzeni wzoru, możliwe są również tzw. kwazikryształy, w których atomy tworzą nieperiodyczną sieć o symetrii np. pięciokątnej, oraz ciała amorficzne, czyli bezpostaciowe, w których nie ma dalekozasięgowego uporządkowania.
Laboratoria fizyków ciała stałego są z reguły nastawione na badanie określonych własności ciał, co odpowiada określonym specjalizacjom. Można tu wymienić własności magnetyczne, przewodnictwo elektryczne, własności mechaniczne i optyczne, które są opisywane przez odpowiednie stałe materiałowe. Takimi stałymi są podatność magnetyczna, temperatury krytyczne charakteryzujące różnego rodzaju przemiany fazowe, moduł Younga, przenikalność elektryczna itp. W ostatnich latach dużym zainteresowaniem cieszą się badania własności, wynikających ze szczegółów struktury o rozmiarach nanometra, tj. 10−9 metra, tzw. nanotechnologia.
Główne zagadnienia Ciało amorficzne Sieć krystaliczna defekty sieci krystalicznej kwazikryształ model wolnych elektronów – zob. elektron swobodny rentgenografia strukturalna Struktura elektronowa pasma elektronowe fale Blocha masa efektywna dziura elektronowa gaz Fermiego poziom Fermiego ciecz Fermiego ekscyton Zjawiska transportu przewodnictwo elektryczne efekt Halla (klasyczny) efekt Halla (kwantowy) magnetoopór nadprzewodnictwo Własności mechaniczne model Debye’a ciała stałego sprężystość efekt Mößbauera fonon Własności optyczne optyka kryształów
Przypisy
Bibliografia