德拜长度的介绍

德拜长度感觉在等离子体物理中解释的更清晰一些，我也在学习，分享一下我找到的：

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中任一电荷的电场所能作用的距离。这个量是荷兰物理学家P.德拜在研究电解现象时首先提出的。等离子体中含有大量正负电荷。由于电荷的同性相斥和异性相吸规律，任一个带电粒子总是被一些异性粒子包围，所以它的电场只能作用在一定的距离内，超过这个距离，基本上就被周围异性粒子的电场所屏蔽。这个距离即为德拜长度，又称德拜屏蔽距离。等离子体中的两个带电粒子，只在彼此距离小于德拜长度时，才有相互作用的电力。德拜长度也是描述等离子体中电荷分离的空间尺度，在比德拜长度短的距离内，电荷分离的现象才是明显的。因此，德拜长度又是衡量一团电离气体是否为电中性的标准。若一团电离气体的尺度大于德拜长度，这团电离气体在宏观上可看作是电中性的，这时才能称其为等离子体。

在固体中，粒子之间种种各具特点的耦合方式，导致粒子具有特定的集体运动形式和个体运动形式，造成不同的固体有千差万别的物理性质。W.哈密顿在1839年讨论了排成阵列的质点系的微振动。1907年爱因斯坦首先用量子论处理固体中原子的振动。他的模型很简单，各个原子独立地作同一频率的振动。P.德拜在1912年采用连续介质模型重新讨论了这问题，得到固体低温比热容的正确的温度关系。M.玻恩和von.卡门同时开始建立点阵动力学的基础。在原子间的力是简谐力的情况下，晶体原子振动形成各种模式的点阵波。这种波的能量量子称为声子。它对固体的比热容、热导、电导、光学性质等都起重要作用。离子晶体中离子振动同电磁场发生作用，影响着晶体的介电性质和光学现象。50年代黄昆提出电磁场振荡和极性晶体的横向光频支点阵波相互作用形成新的耦合模式。后来，人们称此模式为电磁耦合场振荡，相应的能量量子称为极化激元。

D.派尼斯和D.玻姆在1953年提出：由于库仑作用的长程性质，固体中电子气的密度起伏形成纵向振荡，称为等离子体振荡。这种振荡的能量量子称为等离激元。实验证明，电子束通过金属薄膜的能量损耗来源于激发电子气的等离激元。考虑到电子间的互作用，能带理论的单电子状态变成准电子状态，但准电子的有效质量包含了多粒子相互作用的效应。同样，空穴也变成准粒子。在半导体中电子和空穴之间有屏蔽的库仑吸引作用，它们结合成激子，这是一种复合的准粒子。

固体的元激发实际上是有关多粒子体系的特定运动形式的基元。它们可分成两类：费密子和玻色子。金属和半导体中的电子和空穴，以及极性晶体中的极化子都是费密子，它们服从费密统计。它们代表体系的单粒子激发，可用有效质量和动量描述其动力学性质。玻色子服从玻色统计。在固体中声子、等离激元、磁有序物质中的自旋波量子等都是玻色子。它们描述体系中粒子集体运动的能量量子。极化激元是横向光频支声子和光子组合的复合粒子。激子也可以用光子耦合形成另一种极化激元。这两种极化激元都是玻色子。研究固体的元激发和有关的物性已经成为重要的领域，在这方面，理论上的量子统计物理方法、实验上的各种光谱和电子能谱技术都起着巨大的作用（见点阵动力学、固体的多电子量子理论）。

固体中原子或电子的数密度都是很高的。原子之间、电子之间、电子自旋之间都有相互作用，产生不同的集体运动形式，都有各自的基态和低能量激发的基元，即元激发。各种元激发可分成玻色子和费米子两类，服从不同的统计分布规律。晶体原子间简谐力的作用产生的集体运动是各种模式的格波，其元激发是声子。金属电子气里电子库仑互作用产生等离子体振荡，其元激发是等离体子。黄昆提出极性晶体的横向光频支格波与光波电磁场互作用产生电磁耦合场振荡，其元激发为电磁耦合子。磁有序结构固体中电子自旋之间互作用产生自旋波，其元激发是自旋波量子。这些元激发都是玻色子。导体中的电子和空穴，离子晶体中电子带着晶格畸变运动所形成 的极化子，以及超导态的库珀对被拆开形成的正常电子都是费米子。

固体物理学像20世纪物理学一样，量子力学效应、对称性和相位是其主旋律。固体相变和临界现象依赖于材料的结构和基本性质，但也有共同的规律，即相变的序参量变化、临界现象的标度律和普适性。杂质和缺陷破坏了晶格的完整性，影响各种物性，故对固体的技术应用是至关重要的。固体物理学正向结构复杂的、低维的、纳米的和有机的固体以及软物质、生命物质领域发展，并与液氦、液体和流体物理研究合流，形成更为重要的学科——凝聚态物理学。