自来水硬度的测定实验方程

高压物理学报的学科概述

高压物理学是研究高压下物质物理行为的一门学科。
高血压是一种极端情况，通常指任何压力高于正常压力的情况。
但有两点需要澄清：首先，高压下的物理研究往往伴随着温度的变化（高温或低温），其次，在进行这些研究时，有时可以获得有关物理行为的信息； 负压下的物质。
高压物理的大多数研究对象都是凝聚态物质。
所以高压物理实际上多指高压等极端条件下的凝聚态物理。
高压物理之所以被列为一门学科，是因为高压的产生和高压下各种物理现象的探测需要发展特殊而复杂的实验技术和技术。
高压物理发展简史 高压物理最早的实验可以追溯到1762年Canton关于水的压缩性的实验。
但直到 19 世纪末，Amaga 发明了活塞压力计并为压力测量奠定了基础，高压实验在很大程度上仅限于观察液体的可压缩性。
塔曼后来利用体积随压力变化时发生的破裂现象来确定固体的熔点和相变点，成为高压相变研究的先驱。
理查兹于1903年改进了测量压缩性的方法，并证实了原子的压缩性。
在过去近 150 年里，高压物理在 5000 个大气压范围内进行了研究。
这是高压物理学诞生的时期。
1906年后，布里奇曼进一步推动了实验高压技术的发展，对压力对固体的可压缩性、熔化现象、机械性能、相变、电阻变化模式以及液体粘度的系统研究。
。
Jacobs 和 Lawson 开发了一种在高压下对物质进行 X 射线分析的技术； Lawson 和 Nachtrieb 研究了固体中高压原子扩散的影响； 这就是基于原子行为的高压物理研究的初步形成。
20世纪50年代，新的高压实验技术被开发出来，用于合成许多具有地质和工业重要性的人造晶体，如石榴石、蓝晶石、金刚石等。
高压固态物理领域的研究开始转移从关注固体的宏观热力学性质到研究压力效应，例如固体中的相互作用和电子运动模式。
Dricamo 研究了高压固体的光学性质，并开发了高压固体的电子光谱、碱金属卤化物的色心和杂质光谱、络合物和螯合物中过渡金属的离子光谱、稀土金属盐的光谱、有机化合物的光谱、化合物的电子光谱，以及高压电子过程的研究，例如荧光衰减和相变动力学。
高压中子衍射、高压核磁共振、高压穆斯堡尔谱等方面也开展了研究。
同时，在一般接触爆炸的基础上，采用炸药爆炸技术发展起来的动态高压技术。
新的轻气枪技术和其他技术已成功开发，可实现数百万个大气压或更高的压力。
这是高压物理学快速发展的时期。
到了20世纪70年代，激光技术、同步辐射、高压金刚石砧技术的出现促进了固态拉曼散射、散射布里渊、快速测定X射线结构等高压技术已用于识别固体中的相互作用、研究运动模式、相变机制等。
静态高压技术已突破百万个大气压； 动态高压技术通过地下核爆炸、电枪、磁通压缩、轨道炮等新技术的发展，进一步将压力提高到数千万个大气压。
并获得一批固体材料的可压缩性数据。
物质在高压下发生的物理变化是由大量原子或分子组成的凝聚体。
在高压的影响下，体积被压缩，原子或分子之间的距离减小。
物质在一定温度下的体积与压力之间的关系称为该物质的等温状态方程。
它不仅代表了物质的重要热力学性质，而且还反映了组成原子或分子相互接近时相互作用特征的变化信息。
这是高压物理学关注的主要问题之一。
物态等温方程的实验测定主要采用高压静态技术：在10000～20000个大气压范围内，超声波测速可以通过直接测量体积变化来获得更准确的密度-体积关系； 不同压力下的材料可以获得大气压以下50,000个体积密度200,000个大气压以下的数据通过测量晶格常数可以获得结晶物质的密度体积比； 目前只能使用动态高压技术来确定 500,000 个大气压以上物质的密度和体积数据。
上述三种压缩特性可以利用理论方法相互转换。
在压力下，物质的体积减小，其自由空间发生变化。
活力。
同时，受压的物质也会改变其结构和形状：物质最初是液态，后来硬化并结晶； 无定形物质的结晶规则可能会改变。
原本是晶体的固体在很高的压力下可以发生晶体或电子结构的变化，半导体、绝缘体甚至分子固体氢都可以变成金属等； 这些现象统称为高压相变，其变化的机制和过程构成了高压物理极其丰富的研究领域。
高压X射线衍射实验、中子衍射、核磁共振、穆斯堡尔谱、拉曼散射、布里渊散射、光学温度监测和超声波测量是获取高压相变信息的有效方法。
物质在高压下的相变常常伴随着物理性质的变化。
因此，在研究高压下的相变时，经常使用各种物理性质的测量。
研究高压下凝结物物理性质变化的特征是高压物理另一个非常广泛的研究领域。
凝聚体的物理性质，除了原子的类型和晶体结构的形状外，还决定了材料中的结构缺陷、原子的运动、电子的运动及其相互之间的相互作用，从而导致材料的变形。
拥有一种或另一种物理特性，这是自然界的一个重要因素。
凝聚态的物理性质代表了涉及大量原子和电子的集体行为，受到外部压力的强烈影响。
高压下固体中非弹性中子散射、中子拉曼散射、吸收光谱、荧光光谱等的测量，以及力学、电学、化学等宏观物理量的测量。
固体的磁性和超导性对于物理量的研究很重要。
高压下固体的性质和集体性质。
现象的一般实验。
高压物理实验技术发展高压物理领域实验技术解决方案的新理念与高压物理领域的研究密切相关且密不可分。
高压物理实验技术包括高压发生技术和各种高压物理测量技术，大致可分为静态高压和动态高压两大类。
为了产生静态高压，针对不同的研究对象和选定的压力范围，采用不同的技术，但基本上有四个原则，即：无支撑面密封原理、压缩垫片密封原理和大型轴承和材料原理。
随着压力增加强度的效果。
在此基础上，解决了高压密封问题，克服了材料强度有限的限制。
目前静态高压已达到百万大气压以上，动态高压已达到数千万大气压。
尽管如此，在这个压力范围内压力对受压物体原子结构的影响仍然不是很大。
重要的。
在如此高的压力下，由于允许用于高压静态研究的样品数量非常少； 高压动态实验中的样品和装置将被完全损坏，可供物理测量的时间极短。
所有这些都使得提供物理信息变得困难。
实验设施非常有限。
因此，寻找高压物理实验新的解决方案也是物理研究所进一步发展必须考虑的重要问题高压。
有些物质在高温高压下通过相变形成新的结构，往往可以在常温常压下以亚稳态状态长期保存。
利用这一点，可以获得新的合成材料。
一个例子是石墨在高温高压下转变为金刚石。
人造金刚石产量大，在许多行业取代了天然金刚石。
立方氮化硼在高温高压下合成，具有类金刚石晶体结构。
其硬度仅次于金刚石，但耐热性优于金刚石。
天然立方氮化硼在自然界中不存在，含量非常高。
适用于制备切削材料。
在研究其他类型的新材料时，高压也非常有用。
在实验室中，数万个大气压的压力可以将红磷转变为具有半导体特性的黑磷。
在高压下加热非晶材料可以形成超导亚稳态合金，而这种合金通常很难获得。
对高压下材料力学行为的研究表明，常压下脆性的材料在高压下却能表现良好。
这种效应使得高压挤压技术可用于将某些特种材料加工成具有特殊横截面形状的棒材。
利用高压改变金属的结构，诱发各种缺陷的形成、发展和运动，从而达到特殊的硬化效果。
这种效应也已在实际工业用途中得到应用。