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聲子晶體(調製聲波聲學波和彈性波的人工晶體原書第2版)(精)

  • 作者：編者:(法)樊尚·洛德|責編:陳艷峰//楊探|譯者:孫小偉//王羿文//溫曉東//劉禧萱//李雲霞
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030795762
  • 出版日期：2025/09/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：382
人民幣：RMB 198 元      售價：元
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內容大鋼
    聲子晶體是一種具有彈性波禁帶的人工周期性功能材料，其概念提出於1993年左右。由於具備新穎甚至反常的物理特性，它不僅引起人們極大的研究興趣，還逐漸成為包括物理學、力學、材料科學、信息科學等在內的眾多學科的研究前沿與熱點，並在工程領域展現出廣闊的應用前景。
    本書系統介紹了聲子晶體的基本概念、基礎理論、數值計算方法以及主要應用；結合大量的模型案例，分別對聲子晶體中聲波和彈性波的傳播現象進行了詳細的物理闡釋，同時對有限元方法、平面波展開法、多重散射法、時域有限差分法等數值計算方法和分析工具做了介紹，為開展該領域的研究提供了很好的建模和模擬方面的指導。
    本書可供從事聲子晶體、聲學／力學超材料及應用領域的相關科技人員閱讀參考，特別適合研究生乃至高年級本科生作為教材使用。
作者介紹
編者:(法)樊尚·洛德|責編:陳艷峰//楊探|譯者:孫小偉//王羿文//溫曉東//劉禧萱//李雲霞
目錄
譯者序
原書第二版前言
原書第一版前言
專家推介
  第1章  緒論
第一部分：聲波晶體中的聲波
  第2章  周期介質中的標量波
    2.1  均勻介質中的標量波
      2.1.1  波的一維傳播
      2.1.2  三維波的傳播
    2.2  布洛赫定理
    2.3  帶隙的物理起源
      2.3.1  一維周期介質
      2.3.2  二維和三維案例
      2.3.3  局域共振
    2.4  晶格、布里淵區和能帶結構
      2.4.1  布拉維格子
      2.4.2  原胞
      2.4.3  倒易晶格
  第3章  聲波
    3.1  聲波的動力學方程
      3.1.1  一維聲學方程
      3.1.2  三維聲學方程
      3.1.3  聲波的坡印亭定理
      3.1.4  流體常數，損耗
    3.2  反射和折射
      3.2.1  垂直入射的平面波
      3.2.2  任意入射平面的簡諧波
    3.3  散射聲學問題的有限元建模
      3.3.1  網格、有限元空間，弱形式和待解決問題
      3.3.2  聲波方程的弱形式
      3.3.3  散射邊界條件
      3.3.4  內部波源的表示方法
      3.3.5  單色波的完美匹配層
      3.3.6  入射平面波的散射
  第4章  聲波晶體
    4.1  聲波晶體的建模
      4.1.1  動力學方程
      4.1.2  平面波展開（PWE）方法
      4.1.3  多重散射理論（MST和LMS）
      4.1.4  時域有限差分法
      4.1.5  有限元建模
      4.1.6  其他方法
    4.2  二維聲波晶體
      4.2.1  空氣中的剛性柱體
      4.2.2  鋼柱在水中
      4.2.3  聾帶和晶胞對稱性
      4.2.4  聲波晶體設計
    4.3  三維聲波晶體
      4.3.1  水中氣泡

      4.3.2  水中碳化鎢珠
第二部分：聲子晶體中的彈性波
  第5章  彈性波
    5.1  彈性動力學方程
      5.1.1  應變張量
      5.1.2  應力張量
      5.1.3  胡克定律和彈性常數
      5.1.4  彈性波的能量關係和坡印亭定律
    5.2  彈性固體中的體波
      5.2.1  克里斯托費爾方程
      5.2.2  各向同性固體中的體彈性波
      5.2.3  立方晶體中的體波
      5.2.4  平面簡諧波的能量關係
      5.2.5  特徵面
      5.2.6  衰減
    5.3  壓電介質
      5.3.1  壓電現象的物理起源
      5.3.2  本構關係
      5.3.3  准靜態近似
      5.3.4  邊界條件
      5.3.5  壓電介質的坡印亭定理
    5.4  壓電介質中的體波
      5.4.1  平面簡諧波的加強彈性常數
      5.4.2  慢度曲線和機電耦合
      5.4.3  能量速度
      5.4.4  群速度
    5.5  反射與折射
    5.6  板波
    5.7  表面波
      5.7.1  非壓電固體上的表面波
      5.7.2  壓電固體上的表面波
      5.7.3  格林函數與有效表面介電常數
      5.7.4  偽表面聲波
  第6章  體彈性波聲子晶體
    6.1  聲子晶體的建模
      6.1.1  動力學方程
      6.1.2  平面波展開法
      6.1.3  時域有限差分法
      6.1.4  有限元建模
    6.2  二維聲子晶體
      6.2.1  軟中硬結構
      6.2.2  硬中軟結構
      6.2.3  固體-空腔結構
      6.2.4  各向異性彈性固體晶體
      6.2.5  壓電固體晶體
    6.3  三維聲子晶體
  第7章  表面波和平板波聲子晶體
    7.1  聲子晶體板的布洛赫波
      7.1.1  有限元分析
      7.1.2  平面波展開分析

    7.2  聲子晶體板實驗
      7.2.1  多孔聲子晶體板
      7.2.2  固-固聲子晶體板
    7.3  表面布洛赫波
      7.3.1  分波展開
      7.3.2  表面邊界條件
      7.3.3  半無限表面聲子晶體
      7.3.4  有限深表面聲子晶體
    7.4  表面聲子晶體
      7.4.1  硅表面聲子晶體
      7.4.2  鈮酸鋰表面聲子晶體
第三部分：聲子晶體中的波現象
  第8章  聲子晶體中的聲波和彈性波耦合
    8.1  聲波和彈性波的耦合
    8.2  流體中固體包裹體的聲波晶體
      8.2.1  固體柱在水中排列
      8.2.2  尼龍棒在水中排列
    8.3  二維聲子晶體中的流體包裹體
      8.3.1  二維聲子晶體中的空氣孔
      8.3.2  充滿液體的包裹體作為感測器
    8.4  波紋表面和板
  第9章  倏逝布洛赫波
    9.1  倏逝波和布洛赫定理
      9.1.1  為什麼要描述聲波和聲子晶體中的倏逝波？
      9.1.2  我們應該選擇複數K還是複數W？
      9.1.3  布洛赫定理能否擴展到復波數？
    9.2  聲波晶體的倏逝布洛赫波
      9.2.1  平面波展開分析
      9.2.2  有限元法
      9.2.3  複雜能帶結構
    9.3  聲子晶體的倏逝布洛赫波
      9.3.1  平面波展開分析
      9.3.2  有限元分析
      9.3.3  複雜能帶結構
      9.3.4  黏彈性損失
    9.4  超胞和缺陷模式
    9.5  複式本征頻率能帶結構
    9.6  可解析的能帶結構
  第10章  局域共振型晶體
    10.1  局域共振和法諾共振
    10.2  連接在波導上的一維諧振器陣列
    10.3  局域共振聲波晶體
    10.4  局域共振聲子晶體
    10.5  帶支柱的聲子晶體板
    10.6  柱狀表面聲子晶體
第四部分：聲子晶體結構
  第11章  鏡子、波導和腔
    11.1  聲子晶體的作用
      11.1.1  人造晶體的幾何分類
      11.1.2  按問題類型分類

    11.2  鏡子
      11.2.1  布拉格鏡效率
      11.2.2  聲波帶隙鏡的菲涅耳係數
      11.2.3  隔音屏
    11.3  缺陷腔
      11.3.1  法布里-珀羅干涉儀
      11.3.2  零維缺陷腔
    11.4  缺陷波導
      11.4.1  二維聲波晶體中的波導
      11.4.2  聲子晶體平板中的波導
      11.4.3  表面聲子晶體中的波導
      11.4.4  耦合諧振腔聲波導（CRAW）
      11.4.5  聲子晶體光纖
  第12章  空間和時間色散
    12.1  色散關係
      12.1.1  作為水平集的隱式色散關係
      12.1.2  晶體內部的折射
      12.1.3  非色散介質的進一步關係
      12.1.4  聲波和聲子晶體的隱式色散關係
    12.2  聲波晶體折射透鏡
    12.3  聲波晶體中的負折射
    12.4  准直
    12.5  梯度折射率聲子晶體
    12.6  聲子晶體中的負折射
    12.7  晶界上的反射和折射
    12.8  聲波晶體作為衍射光柵
    12.9  時間色散和隧穿效應
  第13章  拓撲和對稱性
    13.1  幾何相位和拓撲數
      13.1.1  纏繞數
      13.1.2  波的絕熱定理
      13.1.3  幾何相和貝利相
      13.1.4  倒易空間中的拓撲不變數
    13.2  蘇-施里弗-希格模式
      13.2.1  離散分析
      13.2.2  聲學模型
    13.3  狄拉克錐和拓撲
      13.3.1  狄拉克錐
      13.3.2  谷霍爾型晶體
      13.3.3  量子霍爾型晶體
      13.3.4  量子自旋霍爾型晶體
  第14章  總結
參考文獻

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