Katı hâl fiziği

Katı hâl fiziği, yoğun madde fiziğinin geniş bir dalı olup şekli değiştirilemez maddelerle veya katılarla ilgilenir. Katı hâl fiziği teorisinin ve araştırmalarının en önemli konuları kristallerdir. Çünkü bir kristalin atomları genellikle düzenli (periyodik) dizildiğinde matematiksel modeli daha kolay çıkartılabilir. Bu düzenli yapıya da kristalin karakteristiği denir. Katı hâl fiziğinde genellikle kristallerin incelenmesinin diğer bir nedeni de elektrik, magnetik, optik ve mekanik özelliklerinin çeşitli mühendislik alanları için önemli olmasıdır.

Pek çok katı hâl fiziğini teorisinin ana çatısı rölativistik olmayan kuantum mekaniğinin Schrödinger dalga denklemidir. Periyodik bir potansiyeldeki elektronların dalga fonksiyonunu karakterize eden Bloch teorisi, pek çok analiz için önemli bir başlangıç noktasıdır. Bloch teorisi sadece periyodik potansiyellere uygulanabildiğinden sadece yaklaşık sonuçlar verir.