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固體物理導論(教育部高等學校材料類專業教學指導委員會規劃教材)

  • 作者：編者:馬飛|責編:陶艷玲
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：9787122426819
  • 出版日期：2023/07/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：162
人民幣：RMB 49 元      售價：元
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內容大鋼
    《固體物理導論》是教育部高等學校材料類專業教學指導委員會規劃教材。本書主要圍繞固體的微觀結構，微觀粒子的存在狀態、相互作用及運動變化規律，固體的宏觀物理性質及用途展開，蘊含了近似、假設、抽象、簡化等研究方法，滲透了晶體結構決定性質、性質體現結構的辯證觀點，教材緒論部分介紹了固體物理學的研究對象、發展歷史及其涵蓋的內容，並補充了量子力學的基本知識作為鋪墊。其後包含6章內容，前3章均圍繞固體內部原子的相互作用和運動變化規律展開，如晶體的結構及表徵、晶體的結合類型及鍵合性質、晶格振動理論及熱學性質。第4章和第5章圍繞電子的相互作用和運動變化規律展開，包括金屬自由電子氣體模型及考慮晶體周期性勢場時電子的能帶理論。第6章介紹理想晶體中的缺陷結構及理論。本書內容體系完整，便於學生建立起晶體內原子、電子、聲子等微觀粒子存在狀態、運動變化的物理圖像及其有關模型，掌握晶體內微觀粒子的運動規律及其與晶體宏觀性能的物理聯繫。
    本書適用於材料類各專業和物理學、應用物理學、工程物理、光學等專業的本科生和研究生，對需要固體物理背景知識的其他專業亦可作為教材使用。
作者介紹
編者:馬飛|責編:陶艷玲
目錄
緒論
  0.1  固體物理學的研究對象
  0.2  固體物理學的發展歷史
    0.2.1  晶體學的研究
    0.2.2  固體比熱理論的建立
    0.2.3  晶體結構的實驗發展
    0.2.4  自由電子理論的建立
    0.2.5  固體能帶理論的建立
    0.2.6  固體磁學的發展
  0.3  固體物理學的研究內容
    0.3.1  固體中原子的排列——結構問題
    0.3.2  固體結構的形成——結合力問題
    0.3.3  固體中原子的相互作用和運動規律——晶格動力學
    0.3.4  固體中自由電子的運動規律——金屬自由電子理論
    0.3.5  固體中電子的相互作用和運動規律——能帶理論
    0.3.6  固體中缺陷的形成與性質——缺陷問題
    0.3.7  具體實例——固體理論和實驗知識的應用
  0.4  預備知識——量子力學基礎
    0.4.1  經典物理學的困難以及光的波粒二象性
    0.4.2  微粒的波粒二象性
    0.4.3  波函數及薛定諤方程
第1章  晶體結構及X射線衍射
  1.1  晶體的特徵以及空間點陣
    1.1.1  晶體及其特徵
    1.1.2  空間點陣
  1.2  晶體的周期性
    1.2.1  一維布拉菲晶格
    1.2.2  一維複式晶格
    1.2.3  三維布拉菲晶格
  1.3  晶體晶列與晶面的表示方法
    1.3.1  晶列與晶面
    1.3.2  晶向指數和晶面指數
  1.4  倒易空間和倒格子
    1.4.1  倒格子與晶格的關係
    1.4.2  倒格矢
    1.4.3  倒格子的性質
  1.5  晶體的對稱性
    1.5.1  線性變換
    1.5.2  基本的對稱操作
  1.6  晶系和布拉菲原胞的分類
  1.7  晶體的衍射
    1.7.1  概述
    1.7.2  X射線衍射
    1.7.3  電子衍射和中子衍射
  1.8  X射線衍射方程、反射公式和反射球
    1.8.1  X射線衍射方程
    1.8.2  反射公式
    1.8.3  反射球
    1.8.4  晶體衍射方法
  1.9  幾何結構因子

    1.9.1  複式晶格的衍射
    1.9.2  幾何結構因子
  習題
  【拓展閱讀】
    奧古斯特·布拉菲（Auguste Bravais，1811—1863）
    威廉·康拉德·倫琴（Wilhelm Conrad R?ntgen，1845—1923）
    威廉·亨利·布拉格（William Henry Bragg，1862—1942）
    威廉·勞倫斯·布拉格（William Lawrence Bragg，1890—1971）
第2章  晶體的結構
  2.1  原子的電負性
    2.1.1  原子的電子分佈
    2.1.2  原子的電離能
    2.1.3  電子親和能
    2.1.4  原子的電負性
  2.2  晶體的結合類型
    2.2.1  離子晶體
    2.2.2  原子晶體（共價晶體）
    2.2.3  金屬晶體
    2.2.4  分子晶體
    2.2.5  氫鍵晶體
  2.3  結合力的一般性質
    2.3.1  晶體內粒子之間的相互作用
    2.3.2  晶體的勢能
    2.3.3  晶體結構及性能與結合能的關係
  2.4  非極性分子晶體的結合能
    2.4.1  非極性分子晶體的原子間作用勢
    2.4.2  非極性分子晶體的勢能及有關參量
  2.5  離子晶體的結合
    2.5.1  離子晶體的結合能及性質
    2.5.2  馬德隆常數的計算
    2.5.3  離子半徑
  2.6  原子晶體的結合
    2.6.1  共價鍵的形成機理
    2.6.2  共價鍵的特徵
  習題
  【拓展閱讀】
    萊納斯·卡爾·鮑林（Linus Carl Pauling，1901—1994）
    沃爾夫岡·泡利（Wolfgang E.Pauli，1900—1958）
第3章  晶格振動和晶體的熱學性質
  3.1  一維原子鏈的振動
    3.1.1  一維簡單晶格的情形
    3.1.2  一維複式晶格的情形
    3.1.3  聲學波和光學波的色散關係
    3.1.4  周期性邊界條件（玻恩-卡門邊界條件）
  3.2  晶格振動的能量量子化——聲子
    3.2.1  晶格振動模式及聲子的概念
    3.2.2  聲子的性質
    3.2.3  聲子的動量
    3.2.4  聲子與微觀粒子的相互作用
  3.3  晶格振動的長波近似

    3.3.1  長聲學波
    3.3.2  長光學波
  3.4  固體的比熱
    3.4.1  經典熱容理論
    3.4.2  熱容的量子理論
    3.4.3  模式密度（態密度）的求法
    3.4.4  愛因斯坦模型
    3.4.5  德拜模型
  3.5  晶格振動聲子譜的實驗測定
    3.5.1  光子與聲子的相互作用
    3.5.2  中子與聲子的相互作用
  3.6  晶格振動的非簡諧效應
    3.6.1  非簡諧效應及其本質
    3.6.2  熱傳導與非簡諧效應
    3.6.3  熱膨脹與非簡諧效應
  習題
  【拓展閱讀】
    馬克斯·玻恩（Max Born，1882—1970）
    黃昆（1919—2005）
第4章  金屬自由電子費米氣體
  4.1  金屬自由電子的物理模型
    4.1.1  金屬自由電子論及其局限性
    4.1.2  金屬自由電子費米氣體模型
  4.2  金屬自由電子氣體的費米參數
    4.2.1  一維自由電子費米氣體
    4.2.2  三維自由電子費米氣體
  4.3  金屬自由電子氣體的熱學性質
    4.3.1  電子能態密度
    4.3.2  電子氣體熱容的定性解釋
    4.3.3  電子氣體熱容的定量解釋
    4.3.4  金屬的實驗熱容
  4.4  電導率和歐姆定律
    4.4.1  基本理論
    4.4.2  散射機制與電阻率
  4.5  功函數和接觸勢差
    4.5.1  功函數的產生
    4.5.2  金屬間的接觸勢差
  習題
  【拓展閱讀】
    亨德里克·安東·洛倫茲（Hendrik Antoon Lorentz，1853—1928）
    阿諾德·索末菲（Arnold Sommerfeld，1868—1951）
第5章  固體電子能理論
  5.1  近自由電子氣體模型和能隙的起源
  5.2  布里淵區與電子能帶結構
    5.2.1  二維簡單正方晶格的布里淵區
    5.2.2  布里淵區與能帶結構的關係
    5.2.3  立方晶格的第一布里淵區
    5.2.4  三維晶體的能帶結構圖
  5.3  布洛赫定理
  5.4  克龍尼克-潘納模型

  5.5  緊束縛近似——原子軌道線性組合法
    5.5.1  緊束縛近似模型與微擾理論計算
    5.5.2  周期場中電子運動的本征態和本征能量
    5.5.3  緊束縛近似計算的兩個簡單例子
  5.6  晶體中電子的准運動
    5.6.1  波和電子速度
    5.6.2  外力作用下電子狀態的變化和准動量
    5.6.3  電子的加速度和有效質量
  5.7  恆定電場作用下電子的運動
    5.7.1  電子運動速度和有效質量
    5.7.2  恆定電場作用下電子的運動性
  5.8  導體、緣體和半導體的能帶論解釋
    5.8.1  滿帶電子不導電
    5.8.2  導體和非導體的模型
    5.8.3  空穴
  習題
  【拓展閱讀】
    布洛赫（Felix Bloch，1905—1983）
    萊昂·布里淵（L?on Nicolas Brillouin，1889—1969）
第6章  晶體的缺陷理論
  6.1  晶體缺陷的基本類型
    6.1.1  點缺陷
    6.1.2  線缺陷
    6.1.3  柏氏矢量
    6.1.4  面缺陷和體缺陷
  6.2  點缺陷的性質
    6.2.1  缺陷運動與統計平衡
    6.2.2  缺陷的擴散
    6.2.3  離子晶體中的點缺陷擴散
  6.3  局域態
    6.3.1  局域振動
    6.3.2  色心
    6.3.3  雜質能級
  習題
  【拓展閱讀】
    華·肖基（Walter Hermann Schottky，1886—1976）
    馮端（1923—2020）
參考文獻

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