物质的相变是凝聚态物理领域的重要问题。通过增加胶体系统的密度或温度可以得到玻璃态相和结晶相的系统。尽管胶体硬球和原子在某些方面有差异,但在相变过程中胶体硬球的行为和原子有相似之处。因此,胶体系统是研究玻璃态和结晶过程中行为的很好的模型系统。当温度迅速降低到玻璃化转变温度之下时,大多数液体会形成玻璃态,这个过程成为玻璃化转变。玻璃态不是一个物质,而是一种长程无序的非晶态结构。玻璃化转变最显著的特点是超高黏度。尽管人们对动力学减慢这个现象进行了广泛的研究但仍然没有共识。通过使用现代光学显微镜、分子动力学数值计算和快速处理大数据这几个技术,我们可以直接用光学显微镜观察到玻璃态和结晶过程中胶体系统的微观动力学行为,并与第一性原理计算的结果进行比较。本论文中,我们利用实验的手段制作出二维玻璃态胶体系统和二维结晶过程中的胶体系统,利用光学显微镜拍照技术观察并拍摄它们的位置照片,利用Matlab软件和服务器快速处理这些大数据。主要研究内容为:(1)对二维玻璃态胶体系统,利用Matlab软件处理大量的时序位置照片得到不同时间内的轨迹图。通过研究不同时间内的轨迹图,分析协同重排列运动的性质和产生原因。做出系统的均方位移MSD图,分析系统中粒子的运动情况。做出系统的概率密度P(dr/σ)图分析系统中粒子的运动性质。做出粒子跳跃返回和跳跃逃离随密度的变化,解释玻璃态动力学减慢的原因。(2)对二维胶体系统的结晶过程,同处理玻璃态系统一样的方法得到不同时间内的轨迹图。通过研究不同时间内的轨迹图,分析协同重排列运动分布的区域和随着系统密度的增加协同重排列运动尺度的变化。做出系统的MSD图和概率密度P(dr/σ)图分析胶体系统在结晶过程中的运动性质。(3)比较二维玻璃态胶体系统和二维胶体系统结晶过程中的轨迹图,分析它们的微观动力学行为的相同之处和不同之处,进而解释玻璃态动力学减慢的原因。