Tak především: Fyzika pevných látek nemá (skoro) nic společného s mechanikou tuhého tělesa. To je takové to skládání sil a momentů sil a hledání vyslednice a kdovícoještě, jak se Vám to možná vybavuje z dob studia na základní či střední škole. Obdobně se fyzika pevných látek - navzdory svému názvu - prakticky nezabývá naukou o pevnosti a pružnosti různých materiálů. To je doménou strojních inženýrů. Celá strojařina však může být chápána jako svého druhu nadstavba nad fyzikou pevných látek, podobně jako chemie je nadstavbou nad fyzikou.

Co tedy fyzika pevných látek je? Je to nauka o tom, jakým způsobem se základní fyzikální zákony projevují v pevných látkách. Pevná látka (výstižnější by snad bylo "materiál v pevném skupenství", ale kdo by se s tím psal) je vše, co není plyn či kapalina. Patří sem tedy např. dřevo, z něhož je udělán Váš stůl, bakelit, z něhož je obal Vašeho počítače, sklo tvoříci čelo Vašeho monitoru. Materiály, které jsem právě zmínil, jsou ovšem (jako na potvoru) docela složité na popis - dřevo a plasty jsou polymery, sklo je amorfní. Častěji se zabýváme látkami jednoduššími, o nichž toho můžeme přece jen víc říct - např kovy či polovodiči.

Tak to bylo o čem se snažíme něco zjistit. A teď konečně co to vlastně zjišťujeme. Zhruba řečeno, snažíme se porozumět proč má určitá látka právě takové a ne jiné vlastnosti. Za tím účelem aplikujeme na konkrétní situaci "obecné" fyzikálních poznatky a sledujeme, co se z nich vyvrbí. Nehledáme tedy nějaké nové fyzikální zákony; to přenecháváme fyzikům vysokých energií (což je taky pěkně matoucí termín, ale to zase jindy). Nás zajímá cesta od fyzikálních zákonů k vlastnostem.

Vezměme si zrcadlo: Skleněnou desku zezadu pokrytou tenkou vrstvou kovu - stříbra. Odráží světlo. Proč stříbro odráží tak dobře světlo? Proč jiné látky světlo neodrážejí? Abychom tohle zjistili, musíme dát dohromady nejen optiku, ale i elektřinu a magnetismus (neboť světlo je elektromagnetické vlnění) a kvantovou fyziku (protože to světlo se de facto odráží od elektronů a pro popis chování elektronů v pevné látce kvantovku prostě potřebujete).

Nebo si vezměme sluneční články. Ty dodávají proud Vaší kapesní kalkulačce stejně jako družici, díky které můžete sledovat televizní přenos z olympiády v Sydney. (Ano, čtete docela starý text...) Odborníci těm článkům říkají "fotovoltaické", ale to nás nemusí děsit. Funguje to v principu jednoduše: Na kus křemíku dopadne sluneční světlo a tím z něj vytrhne pár elektronů. Asi stejně, jako když tenisák hozený na prostřený stůl z něj srazí nějakou tu připravenou skleničku. Ze sražených skleniček ovšem žádný přímý užitek není a podobně ani elektrony "jen tak" zbůhdarma rozhozené uvnitř naší křemíkové destičky jsou samy o sobě k ničemu. Musíme vhodnou přechozí úpravou oné součástky dosáhnout toho, že jakmile nám v ní sluníčko nějaký ten elektron vygeneruje^(*), on už potom sám od sebe poletí na to správné místo, tak aby mezi konci křemíkového článku vzniklo elektrické napětí.

Pro lepší představu, jak to upravování křemíku funguje, si představte, že tenisák hážete nikoliv na prostřený stůl (to by nám maminka dala), ale mezi kuželky rozestavěné na hřbetě střechy: Jakmile je nyní kuželka tenisákem sražena, zcela určitě se odkutálí dolů, a to buď na jednu nebo na druhou stranu. Teď už Vám k pochopení principu sluneční baterie stačí si představit, že rozdělením kuželek na dvě oddělené hromady vznikne elektrické napětí a jste hotovi. Ne tak ovšem fyzik pevných látek - ten musí jěště přijít na to, co by "vevnitř" v křemíkové destičce mohlo být analogií hřbetu střechy a jak by se daly kuželky tenisákem povalené (či vlastně elektrony a díry vygenerované^(*) slunečním zařením) od sebe odseparovat. K tomu bude muset využít poznatky kvantové optiky (sluneční záření), kvantové mechaniky (elektrony), statistické fyziky (generování elektronů), elektrostatiky (oddělení elektronů a děr) a jánevímčehoještě. [Ze známosti Vám prozradím, že roli hřbetu střechy hraje v opravdovém slunečním článku polovodičový P-N přechod. Ale to jen tak mezi náma. Psst!]

Takže si to shrňme:

Fyzika pevných látek se zabývá aplikováním obecných fyzikálních disciplin (jako např. kvantové fyziky, statistické fyziky, termodynamiky, elektřiny a magnetismu) na zkoumání vlastností pevných látek.