相变研究方法

❶ 物理上相变理论是什么

解释物质的各种相变现象的理论。相变有时是突变（如固液相变），有时也可以是比较平稳的变化（如一定温度以上的气液相变），在二者之间的临界点会发生很多反常的现象，如比热无限增大等，称为临界现象，是相变理论研究的重要课题之一。

1982年诺贝尔物理学奖授予美国纽约州伊萨卡康奈尔大学的K.威耳逊（Kenneth G.Wilson，1936—），以表彰他对与相变有关的临界现象所作的理论贡献。

在日常生活中，也可从经典物理学中，我们知道，物质可以存在于不同的相中。我们还知道，如果改变压强或温度之类的参数，就会发生从某一相到另一相的转变。只要足够地加热，液体就会变成气体，也就是从液相转变为气相。金属达到一定的温度会熔化，永久磁体达到一定温度会失去磁性。

物理学中相变的研究经历了很长的时间。人们对很多系统进行过研究。相变的特点往往是某些物理特性的数值发生突变，也有一些情况是变化比较平稳。例如，在临界点上液态和气态之间的相变，铁、镍、钴之类的金属从铁磁性转变为顺磁性，其变化过程就比较平稳。这些平稳的相变在临界点附近往往会出现一些典型的反常性。当接近临界温度时，有些量会超过极限值。这些反常性通常称为临界现象。当接近临界点时，往往会发生非常大的涨落。

19世纪末、20世纪初就开始对某些特殊系统的临界行为，例如液气之间的相变和铁磁性与顺磁性之间的转变作过定性描述。苏联物理学家朗道在1937年就发表了关于相变的普遍理论，他把早期理论所得结果作为特例纳入他的理论中。二极模型的热力学特性是经常讨论的课题，1968年获诺贝尔化学奖的昂塞格尔（L.Onsager）对此得出了精确解。这为临界现象的进一步认识奠定了基础。朗道理论和以前所有的理论在预言临界点附近的行为时几乎都得到完全一致的结论。然而，当人们对许多系统作了广泛而详细的研究之后，惊奇地发现临界行为和朗道理论的预言相差甚远。用各种不同的理论模型进行数值计算，也显示对朗道理论有很大偏离。美国康奈尔大学的费塞尔（M.E.Fisher）对实验数据的分析，起了指导作用。康奈尔大学另一位物理学家维丹（Widom）和苏联物理学家巴达辛斯基（A.Z.Patashinskii）、波克罗夫斯基（V.L.Pokrovski）以及芝加哥大学的卡达诺夫（L.P.Kadanoff），都在理论上作了重要贡献。卡达诺夫提出了非常重要的新思想，对以后的发展有很大的影响。然而他的理论无法对临界行为进行计算。

❷ 量子相变是什么

量子相变 是指发生在绝对零度的相变现象。与热相变不同的是，热相变的发生是由于热扰动所造成，而量子相变是经由量子涨落所造成。量子相变的发生代表着在量子多体系统中基态的性质随着外部参数发生突然的骤变。传统上研究量子相变的方法和研究热相变的方法类似，主要根据朗道的对称破缺理论和序参量来决定量子系统的相图。近年来由于量子资讯学的蓬勃发展，有一些物理学家利用量子资讯学来研究量子相变，例如纠缠熵和保真度。

❸ 岩相变化研究

不同的岩相是在不同的特定沉积条件下形成的一些有特色的岩石。由于不同岩相具有不同的颜色、成分、结构和沉积构造，其波谱特征和抗风化能力各异，在遥感图像中便构成不同的影像特征。陆地卫星图像安顺幅，从影像特征可以看到西部三叠系为层理较明显的碳酸盐岩，向东很快变为层理不太明显、色调也比较浅的碎屑岩系，中间为一条南北向深灰色的岩石堤礁，是相变界线。这是我国西南地区三叠系下统飞仙关组地层相变的遥感实例。此外，各种成因类型的松散沉积物在岩相变化的解译中也可起到较好的解译效果。

综上所述，利用影像地层分析来研究地层的划分，追索地层横向变化，进行地层对比，是其他研究方法不能取代的。但也应该看到，影像地层作为地层分析的一种手段，也和地震地层学方法、磁性地层学方法、化学地层学方法一样，有一定的局限性。从目前来看，遥感影像分辨率是有限的 ( 影像与实地之间、地层划分点精度) ，不可能像地面实测剖面分辨率那样精细。由于解译经验、水平的限制，不同解译人员对地层影像的解译也存在差异和多解性。随着遥感传感器的改进，计算机处理技术和影像分辨率的提高，遥感影像地层分析的分辨率和准确率必将不断提高，影像地层分析的应用领域也会不断拓宽，并在实践中将不断发展和日臻完善。

复习思考题

1. 简要说明不同矿物的反射光谱及发射光谱特征。

2. 简要说明三大岩类的反射光谱特征。

3. 影响岩石光谱特征的主要因素有哪些?

4. 简述遥感岩性影像特征的目视解译方法。

5. 分别叙述沉积岩、岩浆岩及变质岩影像的主要判读标志。

6. 结合实例说明主成分分析在岩矿信息提取中的作用。

7. 简述遥感影像地层分析主要内容及影像地层单位的划分。

❹ 如何利用比热研究有序，无序转变

某些替代式固溶体，当温度甚低时，不同种类的原子在点阵位置上呈规则的周期性排列，称有序相，而在某一温度以上，这种规律性就完全不存在了，称无序相。固溶体在这一温度（称为相变温度或居里点）发生的这种排列的规律性的产生或丧失，同时伴有结构的对称性的变化，被称为有序—无序相变。例如，对于具有相同原子数的CuZn合金,在460℃以上为体心立方的无序结构，即两种原子占据任一阵点的几率相同;当温度降到460℃时，则开始有较多的Zn原子占据了体心的位置，称部分有序；而当温度甚低时，则所有的Zn原子全部占据了体心位置，成为简单立方的有序结构了。这种有序结构又称为无序结构的超结构。某些三元合金也有类似的情形。
原子在点阵位置上的分布情况常用序参量表示，它表示出在任意距离的两个位置上原子分布的相关性。当此二位置处在有限距离时的序参量称为短程序。当此二位置间的距离无限大时，则称为长程序。如对CuZn合金，长程序与占据了晶胞中心的Zn原子的百分数成正比,最近邻短程序与最近邻的Zn－Cu原子对的百分数成正比。序参量是温度的函数，在一般情况下,在完全有序时,它趋于1；在完全无序时,它为零。附图表示及随温度变化的两种情况。由图可知，在相变点，长程序可以跳跃地或连续地变为零，它们分别对应于一级相变及二级相变（见固体中的相变）。而在相变点以上，却仍然存在有一定的短程序。这种在相变点以上存在的具有一定的短程序的小区域，是某些固溶体在相变点以下发生的有序化过程的核心,且当这样的两个有序区域长大而相接触时,则有可能形成反相畴（见面缺陷）。
有序－无序相变
X 射线、中子和电子衍射和漫散射是研究有序－无序相变的最通常而最有效的方法。此外，相变可导致物理性质如比热容、电阻率、弹性常数、磁性和范性等的变化，这些性质的测量以及显微观察等都可用于研究这个相变过程。

有序—无序相变是合作现象中较简单的一种，对这种相变进行了各种方法和各种近似程度的计算。这些研究又被其他类型的如填隙式固溶体的有序—无序相变、有序—无序型的铁电相变以及铁磁相变等理论所借鉴。现在，有序—无序相变的内容已推广包括了位置的、分子取向的和电子或核自旋的有序—无序相变等三种情形。并且，由于临界现象的研究吸引了人们的很大兴趣，有序—无序相变这一长期被研究着的课题仍然受到注意。

❺ 固体物理学的相变

在固体物理学中相变占有重要地位。它涉及熔化、凝聚、凝固、晶体生长、蒸发、相平衡、相变动力学、临界现象等，19世纪J.吉布斯研究了相平衡的热力学。后来P.厄任费斯脱在1933年对各种相变作了分类。一级相变，其特征是有明显的体积变化和潜热，有“过冷”或“过热”的亚稳态。在相变点两相共存。固体－液体相变是一级相变。另一类是二级相变，其特征是没有体积变化和潜热，不会有过冷或过热的状态。在相变点两相不共存，但某些物性却有跃变。铁磁体的顺磁－铁磁相变，超导体的超导－正常相变都是二级相变。朗道在1937年提出二级相变的唯象理论，用序参量描写相变点附近的有序态。这个理论用于超导电性、液氦超流性、铁电体、液晶的相变都取得成功。60年代以后，人们对发生相变点的临界现象做了大量研究，总结出标度律和普适性。L.卡达诺夫在1966年指出在临界点粒子之间的关联效应起重要作用。K.威耳孙在1971年采用量子场论中重正化群方法，论证了临界现象的标度律和普适性，并计算了临界指数，取得成功。 铁电体和反铁电体中位移型的结构相变，同居里点附近某个点阵波模式的频率反常变小或趋于零的现象，即所谓软模效应，有密切的关系。某些固体其特征物性沿一定方向周期变化，此周期与点阵的周期可能通约或不可通约，分别形成有公度相和无公度相。此外，关于混沌相的由来和性质，二维体系相变的新特点等都是人们很重视的课题（见固体中的相变）。

❻ 固态相变的分类

固态相变研究各种固体组织结构的形成及其稳定性。

当一组原子或分子的集聚体具有均一的原子或电子组态时，这一集聚体称为相(phase)；它具有一系列热力学性质特征，如体积、压力、温度及能量。

相变就是两相之间具有明显的界限、相界两侧的微观结构、成分（或两者兼而有之）发生不连续变化。

根据不同的分类方法有不同的分类，以金属固态相变为例：

• 按相变的平衡状态

可以分为平衡相变和非平衡相变；

• 按热力学分类

可分为一级相变和二级相变；

• 按原子的迁移特征分类

可分为扩散型相变和无扩散型相变。

❼ 有哪些可能的方法可以鉴别材料中发生了相变,请举出尽可能多的方法

中药常用的鉴定方法有：来源（原植物、原动物和矿物）鉴定、性状鉴定、显微鉴定及理化鉴定等方法。 1、来源鉴定是应用植（动）物的分类学知识，对中药的来源进行鉴定，确定其正确的学名；应用矿物学的基本知识，确定矿物中药的来源。以保证在应用中品种准确无误。 2、性状鉴定是用眼观、手摸、鼻闻、口尝、水试、火试等十分简便的鉴定方法，来鉴别药材的外观性状。这些方法在我国医药学宝库中积累了丰富的传统鉴别经验，它具有简单、易行、迅速的特点。性状鉴定和来源鉴定一样，除仔细观察样品外，有时亦需核对标本和文献。对一些地区性强或新增的品种，鉴定时常缺乏有关资料和标准样品，可寄送少许样品到生产该药材的省、自治区中药材部门或药品检验所了解情况或请协助鉴定。必要时可到产地调查，采集实物标本，了解生产、加工、销售和使用等情况，以便进行鉴定研究。直观的性状鉴定是很重要的，也是中药鉴定工作者必备的基本功之一。 3、显微鉴定是利用显微镜来观察药材的组织构造、细胞形状以及内含物的特征，用以鉴定药材的真伪和纯度，显微鉴定常配合来源、性状及理化鉴定等方法解决实际问题。当药材的外形不易鉴定，或药材破碎或呈粉末状时，此法较为常用。《中华人民共和国药典》已将显微鉴定应用到很多中药和中成药制剂的鉴别中。进行显微鉴定，鉴定者必须具有植物（动物）解剖的基本知识，掌握制片的基本技术。显微鉴定的方法，因材料和要求的不同而不同。 4、理化鉴定是利用某些物理的、化学的或仪器分析方法，鉴定中药的真实性、纯度和品质优劣程度，统称为理化鉴定。通过理化鉴定分析中药中所含的主要化学成分或有效成分的有无和含量的多少，以及有害物质的有无等。

❽ 马氏体相变的研究

几十年来马氏体相变的研究，从表象逐步深入到相变的本质，但是对一些根本性问题还认识得不很完整。马氏体相变时母相和新相成分相同，因此可以把合金作为单元系进行相变的热力学研究。用热力学处理来计算Ms 温度以及验证相变过程的工作还处于发动阶段。虽然从实验上可以得到相变的惯习(析)面、取向关系以及应变量，但相变过程中原子迁动的过程尚未了解。晶体学的表象理论，应用数学(矩阵)处理,预测马氏体相变过程的形状改变是均匀点阵形变、不均匀形变和刚性转动的结果；这只在Au-Cd、Fe3Pt及高镍钢和高铝钢中得到验证，对大多数合金还不完全与实验结果相符合。在某些马氏体相变前观察到物理性质异变(如弹性模量下降)揭示了相变前母相点阵振动(声学模)的软化，预相变和软模已为人们所注意。马氏体相变研究历史较久，工业上应用较广，也开始对金属和非金属的马氏体相变进行统一的研究。